陕西西安天元智造建立“产学研用”一体化模式 打通再制造全产业链

走进位于陕西西安出口加工区的天元智造有限公司中试基地，机械臂高速激光熔覆专机不时喷溅出点点火花，这是正在对发电厂使用的高温叶片进行加工试验。

“我们通过机械臂在原有的普通碳钢、不锈钢部件表面上熔覆一层高温合金，让它在使用工况下能够提高使用寿命，更加耐用。”陕西天元智能再制造股份有限公司首席工程师王昕介绍说。

作为国家专精特新“小巨人”企业和陕西省增材再制造龙头企业，天元智造专注于增材再制造技术开发和应用，形成了系列化的增材再制造共性技术、增材再制造智能化装备、增材再制造专用材料等核心能力，致力于攻克再制造技术的卡脖子难题。

解决卡脖子难题

让“报废”设备重获生机

当前，我国已成为世界上煤炭装备使用和制造的第一大国，矿山机械是煤炭安全生产的必要保证，其中综采液压支架是关键设备，用于支撑煤矿井下回采工作面的顶板和煤壁，可以为煤炭综采工作提供有力的支撑防护和安全保障。

一次作业，通常综采液压支架设备的使用量会在10余台，煤矿环境潮湿恶劣，时间一长高浓度腐蚀气体和矸石不断撞击使得液压支架表面出现锈蚀和磨损，导致液压支架失效，重新采购成本极其昂贵。

走进天元智造的展示厅，在这里原本一台台腐蚀严重、重度磨损的煤矿液压支架经过再制造技术“赋能”，不仅外观焕然一新，产品性能也得到了提升，可以说得到了“重生”。

“煤矿企业送到我们这里来的液压支架，大多是已服役10年、处于报废状态的产品，我们对整机进行再制造，根据损坏情况，重新校核计算支架强度，优化支架设计参数，对结构实行全面无损检测，并用全新的设计理念，使其达到全防腐、高性能、长寿命的要求。”王昕介绍说，针对企业需求，天元智造提出了综采液压支架再制造关键技术研究的建设项目，经过再制造之后，并通过13000次压架试验，结果符合GB/T 25974-2010标准要求，极大提高了产品的耐腐性能和使用寿命，同时也节省了成本。

再制造工程和传统维修有何区别？

“再制造不是简单的维修，而是一个富有高科技含量的生产过程。”王昕说，真正的再制造产品不仅产品质量完全等同于新品，还符合“双碳”要求，既有经济效益也有社会效益，是循环经济的主导产业。统计显示，拟报废设备再制造后，不仅产品质量和性能达到甚至超过新品，并且可实现节约成本50%、节约能源60%、节约材料70%，80%-100%有效降低对环境的污染。

今年，天元智造牵头申报的 “综采液压支架再制造关键技术研究‘科学家+工程师’项目科研团队”入选了陕西省2023年度秦创原“科学家+工程师”队伍。作为我省增材制造的龙头企业，未来三年，天元智造牵头的“科学家+工程师”队伍将继续围绕再制造关键共性技术，增材制造专用装备、材料、工艺、检测及机械加工工艺等方面进行技术攻关，解决综采液压支架整机再制造方面卡脖子问题。

将创新成果产业化

打通再制造全产业链

再制造产业是近年来国家战略性新兴产业，是解决传统能源设备领域资源浪费、环境污染和废旧装备性能恢复的最佳方法与途径。增材制造是一种基于三维模型对材料进行逐层堆积的快速成形技术。近年来，增材制造一直是全球性的研究热点，增材制造凭借其加工灵活度高、生产周期短、易于数字化控制等优点，广泛用于航空航天、汽车、动力机械、矿山机械装备领域的制造与再制造。

“我们对闲置报废设备进行盘活再利用，设计方面根据用户需求重新进行设计，在加工制造方面采用专业的激光熔覆、熔铜、设备全方位性能检测等先进技术手段，优于原基体材质，进行高性价比再制造，从而延长设备使用寿命，提高废旧设备利用率。”王昕表示。

多年来，天元智造从研究损伤零部件的失效原因开始，利用新材料、新工艺和高于新品的标准，对损伤零部件重新进行再制造设计和优化，使再制造设备具有零部件性能远高于新品、整机性能、保质期优于新品、功能升级且价格低于新品等优势。同时，践行“政产学研用”创新模式，打通再制造全产业链并将创新科技成果进行产业化转化，行业应用解决方案已服务于煤炭、金属矿山、非金属矿山、轨道交通、冶金、风电等多领域用户。

近年来，天元智造陆续开发了煤炭“三机一架”零部件及整机再制造，石油注水泵及其零部件、抽油机、天然气压缩机、轨道交通联轴节端盖、轴箱体等上百种再制造产品，其中14种30个型号的再制造产品被纳入国家工业和信息化部《再制造产品名录》。“煤炭综采液压支架零部件及整机再制造产品”入选陕西省“工业精品”。目前，天元智造的核心产品已为陕煤集团、陕鼓集团、铁建重工、中车青岛四方、中石油长庆油田实现长期配套，形成了立足西北，辐射全国的“再制造”产业生态圈。

建立“产学研用”一体化模式

助力绿色低碳发展

“企业的发展和科技创新是分不开的。”王昕说，天元智造经过10多年的持续投入和探索，攻克了多个再制造技术难题，“我们发展的路径，一直比较契合产学研用这样一个发展模式。”

如今，天元智造以秦创原平台为契机，建立了“产、学、研、用”一体化的研发创新模式，建有秦创原“科学家+工程师”团队，建立了西安市院士专家工作站、西安市装备智能再制造工程技术研究中心、西安交通大学-天元智造联合研究中心、西安建筑科技大学-天元智造轻合金快速增材制造技术研究中心、陕西理工大学-天元智造再制造产品可靠性联合研究中心，参与建立了陕西省表面工程与再制造重点实验室等产学研平台。同时，企业携手陕西鼓风机（集团）有限公司，联合西安交通大学等7家高校共同组建了面向行业应用和企业创新的“政产学研用”集成化推进平台——陕西省智能再制造创新中心、西安智能再制造研究院、西安市智能再制造产业联盟，为科研成果产业化转化提供有效途径。

“我们的院士专家工作站，以中国工程院院士，波兰科学院外籍院士，维修工程、表面工程和再制造工程专家徐滨士院士为学科带头人，院士专家团队着眼于再制造行业的前沿关键技术，同时对重大战略领域进行前瞻布局，强化再制造关键共性技术、前沿引领技术、现代工程技术，支撑再制造产业的发展。”王昕表示，院士专家工作站结合公司核心的增材制造及先进表面处理技术，加快科技成果转化落地，助力企业成长为专精特新“小巨人”企业。

在“产、学、研、用”一体化的研发创新模式下，企业攻克了再制造无损检测与寿命评估技术难题，在再制造装备、材料、工艺方面实现创新突破。公司开发的高速丝材激光熔覆技术与装备、内-外壁两用激光熔覆技术与装备，填补了国内激光熔覆相关领域的空白。

绿色低碳发展是传统能源企业转型升级的必然要求。再制造工程高度契合循环经济的要求，对制造业转型升级、产业结构调整起着至关重要的作用。

2023年，天元智造计划在泾渭新城投资建设再制造研发生产基地项目，该项目占地30.6亩，总投资1.7亿元人民币，项目计划在2023年开工建设，2024年正式投产。（记者 关颖 文/图）