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孵化項目專訪 | 浩棋科技:尋找超高速激光熔覆再制造技術與裝備國產化的更多可能

時間:2024-03-18發布:吉大研究院

「高速激光熔覆技術」由德國弗朗恩霍夫激光技術研究所(Fraunhofer ILT)在2017年提出,隨即得到了我國的高度重視。2019年國家科技部將高速激光熔覆確定為代替電鍍的技術之一。據統計,2020年中國激光熔覆設備的市場規模已增長至115億元,尤其在下游應用的新能源汽車、航空航天等領域需求十分旺盛。

就在前不久,重慶智能裝備及智能制造這個千億級產業,定下了2027年要突破5000億元的目標。把目光落到吉林大學重慶研究院,這里的先進材料增材制造團隊看到了“技術發展+經濟突破”的巨大前景,讓科研人員無比興奮,決定創立一家企業,并且鎖定了一個很明確的目標:實現超高速激光熔覆再制造技術與裝備國產化的愿景。

激光熔覆的強化涂層、表面修復涂層與基體結合界面,因瞬態變化的溫度場和大物性參數差異導致結合面易開裂;單一材料難以滿足性能梯度化或功能多樣化的要求;修復件需復雜后處理工藝、周期長、成本高,往往還只能起到暫時修復的作用,并不能完全恢復或有效延長修復零件服役周期。

基于上述問題,浩棋科技提出了一種將仿生表面微織構與激光熔覆技術相結合的表面強化涂層制備新方法,大幅度提高基體和涂層之間的結合強度,提高涂層性能允許閾值,有效解決界面開裂問題,增強耐磨、耐高溫、耐腐蝕和抗氧化性能,且更加綠色環保,用通俗的話來說,就是賦予了設備“更強的生命力”。

左圖為破損原件,右圖為修復件

圖片提供:浩棋科技

“我們的研發成員大部分來自機械、材料、化學和生物醫療專業的領軍科學家和科研人士,博士學歷占比達到80%以上。”浩棋科技總經理吳文波介紹到,“公司覆蓋了完善的基礎研究-生產-產品-市場全鏈條運營模式,能為客戶提供高性價比零部件的激光增材制造技術、設備、工藝及配套解決方案。

公司研發總監趙雨博士是吉林大學鼎新學者,來到浩棋科技之前,在激光再制造技術與裝備領域已經有8年研發經驗。提到自己的專業領域,他便滔滔不絕的向我“安利”起他所在團隊的領先技術。

據他介紹,目前浩棋科技已經在產業化階段的一項“激光再制造技術-損傷零部件激光再制造技術”已經獲得可喜成果:與更換新件相比,采用該技術廢舊設備核心零部件利用率達到70%以上,修復和再制造后零件綜合力學性能不低于原件性能的90%。內部缺陷可控制在1%以內,每再制造一臺設備可新增產值11萬。

“我們的表面修復及強化涂層制備技術也進入了工程化階段,”趙雨博士提到,“主要包括表面仿生微織構顆粒強化涂層超高速激光熔覆技術,界面處宏觀機械互鎖、核殼陶瓷相微尺度釘扎互鎖下跨尺度梯度結構超高速激光熔覆新機理及新工藝。采用該技術制備的強化涂層,外加陶瓷含量最高可達30%,涂層硬度相對于基體提高5倍左右,耐磨性提高了4倍左右。

除此以外,趙雨博士表示,還有一些實驗階段的技術,如以性能為驅動的材料-性能-后處理一體化的失效件激光再制造技術為基礎,研發激光再制造專用裝備。該裝備無需后處理,同時可以實現性能的主動調控,實現材料-工藝-性能一體化制造。

浩棋科技的部分產品展示

2023年10月,重慶新聞聯播報道了我市一批國內領先的研究成果,其中就重點采訪了吉林大學重慶研究院-先進材料增材制造研究中心“增材制造技術”。報道指出,該項技術能夠通過制造特殊涂層,讓工業零件具備更好的剛性或韌性,并已經廣泛投用于汽車工程、裝備制造、航空航天、軌道交通、生物醫療等領域,在成渝地區已經開展市場化合作。

重慶新聞聯播報道

我向浩棋科技了解到,目前公司正在針對航空航天、礦山機械、船舶、軌道交通等領域的動力系統和運動部件苛刻的工況條件(如磨損、腐蝕、疲勞等)導致零件的失效問題,制定關鍵零部件激光再制造技術。通過輔助能場系統、運動系統、定制專用夾具、控制系統等相互整合,針對具體場景研發專用零件定制化激光增材制造/再制造裝備,為企業提高生產效率,縮短周期,降低成本。

“我們也非常歡迎各地有意向合作的客戶聯系我們,”采訪最后,浩棋科技總經理吳文波最后提到,“我們尤為看中市場拓展、科研合作、定制開發等領域,也是為公司、項目的可持續發展提前謀劃未來。”

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