围绕产业链部署创新链 制造业大省陕西这样实现产业再升级

2023-09-24 09:28:41 来源:央视新闻客户端 作者:牟媞媞 郑怡哲 聂继承 吴成轩 温超

  增材制造又被大家称为3D打印技术。陕西西安拥有全国唯一一个国家增材制造创新中心,在这里3D打印技术已在航空、航天、汽车、船舶、医用耗材等方面广泛应用,成为带动多个产业链实现技术突破的源头。

  创新链如何带动产业链实现突破,产业链创新链怎样融合发展,今天的《高质量发展调研行》记者继续走进陕西,解密制造业大省如何实现产业再升级。

  在陕西西安铂力特增材制造展厅里,一个超过3米的部件矗立在正中央,它就是国产大飞机C919科研项目中使用的大型打印部件。

  大飞机项目不少关键零部件属于超大规格,传统的锻压成型技术难以满足制造的参数要求,而3D打印技术轻量化、低成本,材料成型速度快且自由度高,与项目需求高度契合。但当时这项技术,还只是高校里的科研成果。

  一边是国产大飞机项目验证时间迫在眉睫,另一边是陕西省1800多家科研机构、110多所高校大批存量科研成果亟待转化。陕西充分发挥科教资源富集的优势,最终,西北工业大学的增材制造课题组“揭榜挂帅”,承担起了国产大飞机关键零部件3D打印技术突破的攻关任务。然而下定决心进行成果转化的课题组,面对的第一个难题就是没有承接资质,也没有足够大的生产车间。

  西安铂力特增材技术股份有限公司政府事务和知识产权总监 张莹:在学校里头提供了我们一个场地,大概2500平(方米),是我们当时学生的一个实习的工厂。然后我们用100天的时间把那个工厂的场地全部给它收拾出来,包括设备搭建。制造这个零件的设备也是我们自主研制的,自己来搭建的。

  在政府多部门协调下,从政策审批到施工许可一路绿灯,100天,高校实验室的研究成果落地生花。这个3米多的大型部件,最后仅用时120个小时就完成了打印,不仅赶上了项目进度,而且顺利通过相关测试,性能优于传统锻造模式制造的零件。

  以此为起点,这所孕育于高校、从为大飞机项目提供核心部件的公司,开始在增材制造领域快速发展。但要想成为全球领先的增材技术企业,生产链条上任何一环松动都有可能成为“卡脖子”的难关。

  西安铂力特增材技术股份有限公司政府事务和知识产权总监 张莹:我们最早也会去购置一些国际上比较好的品牌装备,但是它对于一些工艺条件,包括材料的开放度、参数的开放度,都是有一些限制的。

  锚定技术最前沿,企业逐步将科研力量从制作工艺延伸到打印材料、生产设备等上下游领域。作为增材制造产业链提升工作责任部门,陕西省科技厅全力为创新突破营造有利条件,发布“两链”融合揭榜挂帅课题榜单,聚焦企业发布的行业共性技术难题。

  陕西省科技厅副厅长 王军:这两年通过持续的展科研攻关,应该说在3D打印领域,就是增材制造领域,我们取得了一批关键核心技术。有一些技术甚至打破了国外的封锁和垄断。

  目前,陕西已实现了金属增材制造装备国产化、粉末材料制备、工艺技术自主研发。以铂力特为链主企业的增材制造产业链,也成为陕西部署实施“两链”融合专项的重点产业链之一。

  加强基础研究 围绕产业链部署创新链

  陕西省制造业高质量发展的底气,除了高校创新成果加速转化,还来自拥有资源禀赋的传统制造业对创新的渴求。陕西宝鸡作为中国钛谷,聚集了各类钛企600余户。这里生产的钛和钛合金,占到全国的65%、世界的33%以上。作为各种国之重器零部件的原材料,广泛应用于航空航天、海洋探测等领域。近年来,围绕钛产业链部署创新链,宝鸡传统工业基础优势得以释放,用基础材料研究领域的创新,支撑起了制造业发展的新突破。

  从“神舟”飞天到“嫦娥”登月,再到“奋斗者”探海,依托钛金属及钛合金的研发生产,宝鸡这家有色金属加工企业的“钛”产品实现了上天入海。由他们研发生产的我国深潜器“奋斗者”号的载人球舱,经受住了马里亚纳海沟一万米处时巨大压力的考验。

  宝钛股份副总经理 王鼎春:通常说的11000米的载人球舱,相当于一个拇指盖这么大一个面积,要承担一个小汽车的重量。

  下潜深度的增加意味着技术攻关难度呈指数级上升,重量、空间、耐腐蚀性、焊接工艺,每一项制造环节都需要基础研究创新,才能满足极限情况下的要求。企业联合中国科学院金属研究所组成科研攻关团队,自主研制了新型钛合金。经过不断优化和数千次测试,成功建造出世界最大、可搭载3人的全海深潜器载人舱,创造了我国载人深潜的新纪录。其中钛合金半球厚度、单重、电子束焊缝厚度等技术指标均打破国内纪录,也提升了我国钛合金在船舶、海洋工程和石油化工领域的应用水平。

  2021年企业向高端制造业的细分领域延伸,重点攻克高端大型医疗设备制造原材料的问题。

  总台央视记者 牟媞媞:这里是宝钛实验中心,在这里刚刚研发成功的TC-4钛合金材料还在进行最后一个阶段的测试。像这种材料,它最大的特点就是它的内部结构非常的细,所以它具有超强的稳定性。可以在每秒五万次的高频震动下,仍然保持它的韧性。目前,它作为超声刀的主要材料已经可以实现批量化生产。

  超声刀主要应用于肿瘤的治疗,它的核心部件需要在超高频振动的情况下保持所有性质的稳定,原材料的属性和制作工艺都有很高的门槛。过去这种材料只能依赖进口,不仅价格昂贵,而且影响我国大型医疗设备的研发应用和医疗安全的底线。企业科研攻关团队通过对钛合金原材料的研发,解决了材料残余应力难以消除等难题。

  宝钛股份线材厂副厂长 张伟:每月将近100到200次的一个工艺验证,解决超声刀在高频震动下的开裂问题。与国外材料相比,我们研发的材料成本相当于国外的一半。

  围绕钛产业关键领域、关键环节,宝鸡市近年来先后组织实施了钛合金锻造制备技术等“揭榜挂帅 ”项目23个,重点攻关高端钛材深加工技术和新材料研发能力,以科技创新推动产业转型升级,使得钛材满足更多的应用场景。

  陕西省科技厅副厅长 王军:就要围绕产业链部署创新链,就是结合产业发展中的一些关键核心技术,去统筹配置资源聚力攻克这些关键核心技术,强链补链。

  高校开展“三项改革” 促进科技成果转化

  今年年初,西安获批建设“综合性科学中心”和“科技创新中心”,成为继北京、上海、粤港澳大湾区之后我国第四个“双中心”城市。作为科技大省,在高校和研究机构中有大量基础性、前瞻性科研成果沉淀亟待转化。

  为了进一步克服制约科研人员成果转化的瓶颈,近年来,陕西省搭建校企沟通平台,提供孵化条件,通过改革解放科研人员成果转化限制,让更多的科研成果从实验室走向应用,助推陕西高质量发展。

  在西北工业大学化学实验室里,试验人员正在对一种特种高分子材料进行高温下的性能测试。

  西北工业大学化学与化工学院教授 陈妍慧:我们现在演示的是我们的这个样品,放到了300℃的热台上。它具有一个就是,耐高温下的压力传感的功能。

  陈妍慧教授科研团队研发的有机热管理材料等特种高分子材料,能够解决高温条件下半导体的性能稳定性、可靠性与使用寿命下降的问题。

  西北工业大学化学与化工学院教授 陈妍慧:我们积累了很多储备的技术。但是就是因为储备的技术到我后面的产品中间其实还有很多环节。老师他本身只是纯技术的话,你没有办法去充分地去沟通(解决)。

  2021年起,陕西在西北工业大学等五所高校开展了促进科技成果转化“三项改革”试点工作,包括职务科技成果单列管理、人才评价职称评定制度改革、横向科研项目结余经费出资科技成果转化,重点解决科研人员和科研院所“不敢转,不愿转,缺钱转”的问题。

  在“三项改革”政策支持下,陈妍慧教授4项发明专利作价350万元,组建产业化公司,实现高分子材料科研成果的批量化生产和产业化应用。

  陕西省科技厅副厅长 王军:通过“三项改革”的实施目前已经在全省75所高校院所推广实施。有力地去助推了高校老师转化成果创办企业的热情和积极性。目前,已经有了5.3万项成果单列管理,有1.3万项成果正在实施转化。

  在“三项改革”的助推下,陕西高校院所中有317人凭借成果转化贡献晋升职称,53个项目利用结余经费出资成立公司,科研人员领办创办科技型企业851家。通畅的成果转化路径,让更多实验室里的存量技术储备走向市场,助推产业高质量发展。同时,成果转化成为创业项目,也反过来助力高校科研,形成了正向循环。

  陕西科教资源丰富,科技综合实力、技术创新能力位居全国前列。近年来,陕西聚焦成果就地转化落地过程中校地对接,突破了一批重大科学难题和前沿科技瓶颈,打造国家科技自立自强的战略支点和创新驱动的战略大后方,为高质量发展提供新动能。

  (总台央视记者 牟媞媞 郑怡哲 聂继承 吴成轩 温超)