飞机、舰艇、火箭等“国之重器”中，最“硬核”的金属部件，如龙骨、起落架、螺旋桨、发动机零件等，都必须是锻件。但用3D打印技术制作锻件，在世界范围内都是难题。

天昱智造公司第四代机床。

在光谷，有一家名为“天昱智造”的企业，首创了"边铸边锻"技术，可制造高强韧度、高可靠性锻件。7月1日，该公司自主设计的第四代大型全刚性惰性气氛保护快速制造装备建成投运。

第四代机床示意图

这是一个庞然大物，长约8米，宽约5.7米，高约5.8米，重约230吨，集成了国产数控机床主机、数控系统、功能部件及复杂成形微铸锻系统，具有完全自主知识产权。可生产最大尺寸3m*2m*1.5m的零件，相比前代产品体积增加了6倍以上，同时功能集成智能化程度更高，产品覆盖范围更广，可服务于航空、航天、动力、船舶、核电等领域。

天昱智造公司新机床生产现场。

武汉天昱智能制造有限公司由中钢集团主投设立，致力于转化华中科技大学张海鸥团队铸锻铣一体化增材制造技术成果，历经6年发展，目前正处在快速发展期，已启动第二轮融资，计划融资1-2亿元，解决产能不足的问题。

十余年潜心攻关，

首创"边铸边锻"技术国际领先

金属材料浇铸后，不能直接加工成高性能零部件，必须通过锻造，改造其内部结构，这就是人类几千年来“打铁”的原理。

在工业时代，锻造需要高达十数层楼的大型锻机，锻锤下落时，力量高达8万吨。锻件制造能力，一定程度上代表了一个国家的工业实力。但传统制造工艺投资大、成本高，且制作流程长、能耗巨大、污染严重、浪费严重。

3D打印是金属制造的新兴趋势，却存在韧性和疲劳性能不足等致命缺陷。很多国内外行业专家都认为，3D打印不能打印锻件。为解决这一世界性难题。近十多年来，华中科技大学张海鸥教授团队一直潜心攻关。

使用3D打印技术打印出泵喷推进器桨叶。

“我们做了很多实验，不断改进工艺和装备，但性能始终达不到锻件要求，有一段时间，我们都快绝望了。”张海鸥回忆。

张海鸥毕业于东京大学，上世纪90年代末回国，担任华中科技大学教授。出身轧钢专业，他尝试着将传统轧钢工艺与3D打印技术结合。经过无数次失败，2016年，终于研发出首台世界最大锻件3D打印装备，获得20余项专利，整体技术居于国际领先水平。

“这一技术融合了增材制造、半固态快锻、柔性机器人加工三项技术，将金属增材-等材-减材合二为一，无需重型装备与巨型模具，及20多次反复加热与成型加工，锻造压力不到传统万吨锻压机的0.01%，制造周期缩短60%、能耗减少90%、材料节约60%、成本降低30%。”张海鸥说，“经过验证，锻件疲劳寿命超过国际航空锻件水平，且成形效率为国外顶级水平的3倍。”

天昱智造公司生产现场。

开发更便宜、更高效的新技术

让成本降下来

天昱智造成立于2015年，旨在将科研成果进行市场转化。

6年来，公司承担了国家部委、以及省市许多重要项目，加工过飞机用钛合金主承力构件、飞机用超高强钢起落架、核电用不锈钢叶轮、轨道交通用合金钢辙叉等，满足了航空航天、能源、舰船、发动机等“国之重器”研发急需。

每年，天昱智制投入近千万研发经费，持续进行技术攻关和更新迭代。企业目前已有50多名员工，其中有5位博士、数十位硕士，还有华中科技大学科研团队作为技术支撑。

张海鸥教授夫妇。

“我们需要开发更便宜、更高效的新技术，让成本降下来，才能应用于大批量制造。”张海鸥表示。

目前，企业现有设备加工订单一直处于排满状态，“我们需要扩大生产能力，招聘更多人员，进一步走向市场。”公司负责人李波表示，企业正启动第二轮融资。

截止今年5月，天昱智造公司新签与意向成套装备购置与技术服务订单已超3000万元。未来3年，产品制造订单有望突破3亿元。