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铂力特薛蕾:让金属3D打印“做得出 用得起”

发布人:3D打印商情

责任编辑:激光制造商情

来源:上海证券报

2019-08-20 09:59

  铂力特的愿景很简单,就是想让金属3D打印能够“做得出,用得起”,让金属3D打印走进千万家工厂,让企业成为全球领先的增材技术解决方案提供商,为中国增材制造产业发展作贡献。

  如何做出来?怎样用得起?铂力特“80后”董事长薛蕾告诉记者:“只有站在行业前沿角度做研判,不断加大研发投入实现新的突破,同时不断推敲工艺、装备和材料构成的产品解决方案,时刻思考什么是具有竞争力的、符合经济性以及环境友好性的产品,才能经得起市场的考验。”

  从早期十几人的科研创业团队,逐渐成长为超六成收入来自高端航天航空客户、产品通过空客公司认证的科技企业,铂力特书写了一个刻苦钻研金属增材制造技术、从理论到实践再到成功产业化的“中国3D打印故事”。

  在企业愿景的引领下,铂力特创造了有目共睹的成绩。

  铂力特的业务范围涵盖金属3D打印服务、设备、原材料、工艺设计开发、软件定制化产品等,构建了较为完整的金属3D打印产业生态链,通过持续创新为航空、航天、能源动力、轨道交通、电子、汽车、医疗齿科及模具等行业客户提供服务。

  成立:背靠顶尖专家团队

  新技术的研发创新再到产业化,离不开背后雄厚的技术团队支持。

  于铂力特而言,在工业级金属增材制造(3D打印)领域不断前行的一个重要保障,即拥有顶尖的专家团队和不断以市场为导向持续创新的独立研发团队。

  薛蕾告诉记者:“我们早期应用技术的创始团队,正是源自任教于西北工业大学的黄卫东教授团队。”

  据介绍,公司创始团队中的黄卫东教授团队从1995年就开始进行金属增材制造技术研究,是国内外较早开展相关研究的团队之一。

  对高科技企业而言,时间不等人,公司成立之后的研发工作更是分秒必争。

  薛蕾表示:“虽然起步时间差不多,但国外同行在产业化方面的确要强于我们。”因此,2012年,即公司成立后的第二年,铂力特就组建了独立研发团队,研发方向包含金属3D打印工艺、材料、设备等方面。

  独立的研发团队、充足的研发人员,是铂力特得以持续突破技术难关的重要保证。截至2018年末,公司研发人员共116人,占员工总数的26.73%,其中研究生学历及以上人员共61人,占研发人员的52.59%。

  事实上,薛蕾本人也是铂力特在金属增材制造领域的产业化应用技术的带头人。

  作为一名“80后”博士,薛蕾曾主持2016年国家重点研发计划(973)项目、2015年工信部工业转型升级项目、2015年国家发改委产业振兴和技术改造项目等,并且在LSF、SLM系列型号设备的相关研究填补了多项国内空白,目前全面负责公司研发方向制定及关键研发项目的实施。

  对金属增材制造领域相应技术的深刻理解以及在产业化研发道路上的持续深耕,让铂力特在科研方面成绩斐然。

  2017年,铂力特参与的两项金属增材制造项目分别获国防科学技术进步奖一等奖和二等奖。同年,公司荣获第一届全球3D打印大奖年度OEM奖,这是当年唯一上榜的中国金属3D打印企业。

  定位:专注增材制造产业生态链

  “定制化是增材制造主要的应用方向,而全产业的布局使得公司可以从原材料、制造等多个环节入手,更加灵活高效地满足客户多样化的需求。”薛蕾说。

  近年来,以Stratasys、3D Systems、GE、EOS等为代表的行业巨头正通过自主研发或持续并购等方式,加速布局增材制造产业,以打造完整产业链。相比海外巨头的发展路径,铂力特目前的业务已经涵盖上游材料、中游设备及下游服务全产业链。

  “增材制造设备是牵动增材制造行业发展的关键。”薛蕾告诉记者,3D打印的核心专利大多被设备厂商掌握,因此在整个产业链中占据主导地位,这些设备生产厂商大多亦提供打印服务业务。

  行业公认,德国EOS公司是金属和高分子材料工业3D打印的领导者。

  “早在发展初期,公司就通过代理销售EOS设备掌握了相关设备的使用经验,随着公司自研设备的成功研制并大量投入使用,公司一体化服务优势明显。随着公司发展,代理销售EOS设备更多的是在提供金属3D打印设备及打印服务方案过程中将EOS设备作为解决方案的一部分提供给客户,以满足客户相应需求。”薛蕾说。

  如何理解代理业务之于铂力特的业务促进作用?

  薛蕾解释,下游部分客户很可能没有相关的增材制造技术使用经验,但基于行业知名度等原因,客户对于EOS设备可能更加偏向,“因此,铂力特也为客户提供基于铂力特的工艺技术支持的、能在最短时间内熟练使用打印设备的综合解决方案。同时,代理EOS设备也让铂力特在了解客户需求和分享铂力特的使用经验的过程中,加深与客户的沟通合作,持续解决客户在应用方面的问题,亦为公司后续业务拓展带来机会。”

  薛蕾半开玩笑地说:“做得出,用不起,那意义其实并不大。我们的目标应该是不仅做得出,还要用得起,争取让金属3D打印走进千万家工厂。”

  从招股书披露的数据来看,报告期内,公司3D打印设备(自研)销售收入已由2016年度的4358.87万元增至2018年的7248.73万元,复合增长率达到28.96%。不仅如此,2016年至2018年,公司向客户销售的定制化产品中由公司自研设备生产的比例逐年提高,分别为22.92%、51.15%、70.62%。

  优异成绩的背后是扎实的技术支撑。在关键技术指标方面,铂力特在某些方面甚至超越行业巨头。

  目前,公司针对特定行业分别开发了适用性强的金属增材制造设备,比如针对航空航天的BLT-S300/BLT-S310、BLT-S400系列等,以及针对该领域深度应用的BLT-S500、BLT-S600系列;针对医疗齿科应用的BLT-A100及针对模具应用的BLT-A300等系列设备,并开发了适配该应用的设备参数、支持材料等。

  “BLT-S300、BLT-S400系列产品,以及BLT-S500、BLT-S600系列产品基本都有EOS的相应对标,横向对比中,我们部分指标,如成形尺寸、预热温度、氧含量控制以及铺粉效率等方面甚至有所超越。”薛蕾自豪地说。

  至于原材料方面,在薛蕾看来,原材料质量的稳定性是3D打印企业未来能够持续发展的“一个非常重要的环节”。

  薛蕾接着说,以用量较大的TC4钛合金粉末为例,公司目前建成的粉末生产试验线生产的TC4钛合金粉末对标国际领先的钛合金粉末品牌,在各项性能指标方面基本相当,无明显差异。公司目前自主研发的新型钛合金粉末TiAM1,改善了TC4成形的开裂问题,合金强度和塑性匹配更好,“能有效降低300mm以上的大尺寸复杂结构增材制造过程中的变形、开裂现象”。

  正是因为公司在金属增材制造原材料领域的不断进步,铂力特也逐渐构建了较为完整的金属3D打印产业生态链。招股书显示,2018年,公司3D打印原材料的收入占比已由2016年的2.52%升至4.02%。

  发展:攻坚航空航天应用

  公司3D打印定制化产品销售收入由2016年的6477.59万元增至2018年的12245.14万元,复合增长率达到37.49%。其中,航空航天领域是定制化产品的主要应用方向,2016年至2018年,来自航空航天领域客户的收入占营业收入的比重分别为62.35%、54.32%、62.21%。

  薛蕾告诉记者,金属3D打印在航空航天领域的应用主要有5个比较显著的优势,包括缩短研发周期、实现复杂结构件、增加使用寿命、增强耐用性以及降低成本。

  从铂力特的产品系列来看,针对航空、航天领域开发的BLT-S300/BLT-S310系列,是报告期内对公司自主研发设备销售收入贡献最大的机型。数据显示,该机型各报告期收入占当期设备销售收入的比重分别为48.08%、52.67%、42.24%。

  除此之外,公司的BLT-S500型号、BLT-S600等大型SLM设备也解决了我国大型航空航天精密复杂构件的生产制造瓶颈问题。

  良好的品质与口碑,也让铂力特收获了众多重量级客户。薛蕾说:“凭借多年来的技术积累,我们在航天航空领域已经与中航工业、航发集团、航天科技、航天科工、空客等国内外下游应用行业龙头企业建立了稳固的合作关系。”

  据招股书披露,报告期内,公司来自前述一些大型集团下属单位的收入分别为9194.22万元、10867.28万元及17552.04万元,占营收比分别为55.27%、49.41%、60.22%,复合增长率达到38.17%。

  “铂力特还是目前空客在亚洲的第一个金属3D打印供应商。”谈及去年的合作,薛蕾记忆犹新,“首先是2018年4月,我们与空客合作的A330NEO增材制造零件正式启动,然后到了8月底,我们跟空客(北京)签署A350飞机大型精密零件金属3D打印共同研制协议,计划在2019年交付试验件。”

  “相关预测显示,航空航天零部件产业产值规模超过1500亿美元,但3D打印应用在其中的份额尚不足1%,未来市场的空间巨大,留给铂力特的想象空间也非常广阔。”薛蕾说。

  ■快问快答

  上证报:请介绍一下国内增材制造产业的发展情况?

  薛蕾:国内对于增材制造的研究起步于20世纪90年代,相对欧美等发达国家起步较晚,但后发优势明显,从国内相关专利数量来看,2013年以后,增材制造专利出现快速增长。经过30多年发展,我国增材制造产业已从起步期迈入成长期,已初步形成了以环渤海地区、长三角地区、珠三角地区为核心,中西部地区为补充的产业空间发展格局。

  上证报:公司的行业地位是怎样的?

  薛蕾:公司已发展成为国内最具产业化规模的金属增材制造企业,业务覆盖金属增材制造全产业链,产品及服务广泛应用于航空航天、工业机械、能源动力、科研院所、医疗研究、汽车制造、船舶制造及电子工业等领域,尤其是在航空航天领域,公司金属3D打印定制化产品在国内航空航天增材制造金属零部件产品市场占有率较高。

  上证报:金属增材制造作为一项技术,它的未来发展趋势怎样?

  薛蕾:金属增材制造技术的发展并不是孤立的,涉及制造工艺、设备、材料、优化设计等各个方面。总的来说,为获得更为广泛的应用,金属增材制造技术都在努力向兼顾高性能、高精度、高效率、低成本、更大的加工尺寸范围和更广泛的材料适用性方向发展,其目的都是为了向直接制造最终功能零件发展。

  上证报:3D打印在航天航空及国防领域有哪些应用优势?

  薛蕾:“轻量化”“高强度”“高性能”及“复杂零件集成化”一直是航空航天零部件制造和研发的主要目标。3D打印技术所制造出来的零件能够很好地迎合这些要求,其应用优势主要体现在:可以缩短新型航空航天装备及零部件的研发周期;可以实现复杂结构设计;满足轻量化需求,减少应力集中,增加使用寿命;提升航空航天装备的零部件强度和耐用性;提高材料的利用率,降低制造成本;金属3D打印技术除用于生产制造之外,其在金属高性能零件修复方面的应用价值绝不低于其制造本身。

  上证报:请谈谈公司所面临的挑战?

  薛蕾:经过多年的发展,我国增材制造行业已日趋成熟,但整个行业依旧面临部分挑战,主要包括:增材制造专用材料发展滞后,部分设备核心器件依赖进口,行业标准体系尚不健全,产业整体规模偏小、应用广度深度有待提高,协同创新及推进机制有待完善。