飛機、艦艇、火箭等“國之重器”中，最“硬核”的金屬部件，如龍骨、起落架、螺旋槳、發動機零件等，都必須是鍛件。但用3D打印技術制作鍛件，在世界范圍內都是難題。

在光谷，有一家名為“天昱智造”的企業，首創了"邊鑄邊鍛"技術，可制造高強韌度、高可靠性鍛件。7月1日，該公司自主設計的第四代大型全剛性惰性氣氛保護快速制造裝備建成投運。

第四代機床示意圖

這是一個龐然大物，長約8米，寬約5.7米，高約5.8米，重約230噸，集成了國產數控機床主機、數控系統、功能部件及復雜成形微鑄鍛系統，具有完全自主知識產權。可生產最大尺寸3m*2m*1.5m的零件，相比前代產品體積增加了6倍以上，同時功能集成智能化程度更高，產品覆蓋范圍更廣，可服務于航空、航天、動力、船舶、核電等領域。

天昱智造公司新機床生產現場。

武漢天昱智能制造有限公司由中鋼集團主投設立，致力于轉化華中科技大學張海鷗團隊鑄鍛銑一體化增材制造技術成果，歷經6年發展，目前正處在快速發展期，已啟動第二輪融資，計劃融資1-2億元，解決產能不足的問題。

十余年潛心攻關，

首創"邊鑄邊鍛"技術國際領先

金屬材料澆鑄后，不能直接加工成高性能零部件，必須通過鍛造，改造其內部結構，這就是人類幾千年來“打鐵”的原理。

在工業時代，鍛造需要高達十數層樓的大型鍛機，鍛錘下落時，力量高達8萬噸。鍛件制造能力，一定程度上代表了一個國家的工業實力。但傳統制造工藝投資大、成本高，且制作流程長、能耗巨大、污染嚴重、浪費嚴重。

3D打印是金屬制造的新興趨勢，卻存在韌性和疲勞性能不足等致命缺陷。很多國內外行業專家都認為，3D打印不能打印鍛件。為解決這一世界性難題。近十多年來，華中科技大學張海鷗教授團隊一直潛心攻關。

“我們做了很多實驗，不斷改進工藝和裝備，但性能始終達不到鍛件要求，有一段時間，我們都快絕望了。”張海鷗回憶。

張海鷗畢業于東京大學，上世紀90年代末回國，擔任華中科技大學教授。出身軋鋼專業，他嘗試著將傳統軋鋼工藝與3D打印技術結合。經過無數次失敗，2016年，終于研發出首臺世界最大鍛件3D打印裝備，獲得20余項專利，整體技術居于國際領先水平。

“這一技術融合了增材制造、半固態快鍛、柔性機器人加工三項技術，將金屬增材-等材-減材合二為一，無需重型裝備與巨型模具，及20多次反復加熱與成型加工，鍛造壓力不到傳統萬噸鍛壓機的0.01%，制造周期縮短60%、能耗減少90%、材料節約60%、成本降低30%。”張海鷗說，“經過驗證，鍛件疲勞壽命超過國際航空鍛件水平，且成形效率為國外頂級水平的3倍。”

天昱智造公司生產現場。

開發更便宜、更高效的新技術

讓成本降下來

天昱智造成立于2015年，旨在將科研成果進行市場轉化。

6年來，公司承擔了國家部委、以及省市許多重要項目，加工過飛機用鈦合金主承力構件、飛機用超高強鋼起落架、核電用不銹鋼葉輪、軌道交通用合金鋼轍叉等，滿足了航空航天、能源、艦船、發動機等“國之重器”研發急需。

每年，天昱智制投入近千萬研發經費，持續進行技術攻關和更新迭代。企業目前已有50多名員工，其中有5位博士、數十位碩士，還有華中科技大學科研團隊作為技術支撐。

“我們需要開發更便宜、更高效的新技術，讓成本降下來，才能應用于大批量制造。”張海鷗表示。

目前，企業現有設備加工訂單一直處于排滿狀態，“我們需要擴大生產能力，招聘更多人員，進一步走向市場。”公司負責人李波表示，企業正啟動第二輪融資。

截止今年5月，天昱智造公司新簽與意向成套裝備購置與技術服務訂單已超3000萬元。未來3年，產品制造訂單有望突破3億元。