在丹竈新能源工業園，步入廣東峰華卓立科技股份有限公司（下稱“峰華卓立”）的制造車間，首先映入眼簾的是一台頗具年代感的設備。

據展闆信息顯示，這是“中國3D打印第一人”、清華大學教授顔永年團隊在1997年自主研發的PCM-1000試驗機。峰華卓立董事長屈志介紹，PCM（Patternless Casting Manufacturing，無模鑄型制造技術）擁有無需模具、提效率、降成本等綜合優勢。峰華卓立是我國首家實現鑄造砂型3D打印機産業化、批量化生産的企業，PCM系列裝備已升級叠代至第五代。

深耕同一細分領域近30年，該企業堅持以自主創新收獲市場肯定，産品現已出口到俄羅斯、巴西、日本、白俄羅斯、印度等國家和地區。據廣東省鑄造行業協會出具的相關證明，峰華卓立的砂型（無模鑄型）打印機産品在廣東市場占有率達70%，位列全省第一。

峰華卓立的砂型（無模鑄型）打印機産品。陳夢 攝

行業“資曆”近30年

技術成果轉化進入收獲期

與傳統鑄造工藝相比，背靠PCM技術的3DP（Three-Dimension Printing，立體式噴墨打印法）砂型打印無需模具，直接打印砂型，能用更少的時間、更低的成本完成新産品開發和多品種、中小批量産品交付，還能實現複雜結構一體自由成型，精度優于傳統砂型鑄造，綜合經濟效益顯著。

“3DP無模砂型打印技術能讓鑄件制造成本降低30%以上，生産周期縮減50%以上，未來将取代部分傳統木模與金屬模。”屈志介紹，從工商登記信息看，峰華卓立創辦于2011年。而該企業初探3D打印領域，最早可追溯到28年前。

在1994年，峰華卓立的前身——佛山市峰華自動成型裝備有限公司（下稱“峰華公司”）聯合創始人、清華大學教授顔永年帶領團隊率先提出PCM“無模鑄型制造技術”，并開始進行工藝和設備的研究。1997年，該團隊在清華大學快速成形中心研發出PCM-1000試驗機，并打印了一些鑄型。

峰華卓立車間入口處的PCM-1000試驗機。 陳夢 攝

2002年，經過佛山市相關職能部門牽線搭橋，顔永年教授團隊與佛山本地企業攜手，就無模鑄造技術研究項目開展産學研合作。2004年，顔永年教授團隊與原廣東省佛山水泵廠有限公司等共同出資，成立了峰華公司，開始對無模鑄造技術進行産業化運作。

2006年，峰華公司推出了國内首台套基于微滴噴射技術的PCM-1200無模鑄型快速制造裝備。該設備将CAD計算機設計與傳統砂型鑄造工藝相結合，掃描速度每秒可達600mm，最大形成尺寸為1200mm*1000mm*600mm，能夠快速、柔性、準确地制造内腔和表面較為複雜的鑄造型芯。而且，當時該産品價格僅為國外同類産品的1/5。

“第一代PCM裝備問世，讓我們打開了技術和産品商用化的大門，并且更加堅定地走自主開發之路。”屈志說，至今，峰華卓立基于自主研發掌握核心技術，PCM無模鑄型快速制造裝備已更叠至第五代，在設備智能化、軟件集成、穩定性、打印尺寸、精度、效率等方面已達到世界先進水平。

進入技術成果轉化的收獲期，企業快速在市場上開疆拓土。在産能和銷售方面，峰華卓立年産超大型砂型3D打印裝備30台，各類3DP中小型打印裝備100台以上，峰華卓立母公司單體2021年銷售收入同比翻番，預計2022年銷售收入将過1億元。

堅持自主開發

産品随需求升級走向全球

作為高技術新産品，峰華卓立PCM無模鑄型快速制造裝備的技術和市場發展，源于鑄造業的升級需求。

鑄造是制造業的基礎，鑄件在航空發動機、火箭發動機、燃氣輪機、汽車發動機等各類裝備中占有相當大的比例，對提高裝備主機性能至關重要。以汽車為例，一輛汽車中有超過15％的零件通過鑄造産生。

近年來，傳統鑄造業特别是砂型鑄造業以降本增效為目标加快升級，讓PCM設備迎來發展風口。據中國鑄造業協會數據，2018年，我國鑄件市場規模已近5000億元，砂型鑄件占整個鑄件市場的80%；而砂模成本占砂型鑄件近三成，超過1100億元。

PCM工藝替代傳統鑄造，能夠節省砂模成本，還能在多個方面實現降本增效。以汽車發動機缸體鑄件為例，傳統鑄造工藝技術要求先制作模具，再經曆多次修模後才做出鑄型；而應用PCM工藝無需模具，鑄件一次成型，還能顯著縮短産品開發試制的周期，節省開發成本，加速産品入市時間。

峰華卓立PCM設備打印的鑄件。陳夢 攝

2007年至2011年，峰華卓立對第一代PCM設備進行自動化升級，解決了儲砂、自動送砂、自動稱量、自動加入固化劑、自動鋪砂等技術難題，實現了設備的全自動化運行，能夠幫助客戶大大節約鑄件的制作周期和成本。

而且，該系列設備的應用效益快速提升。2008年8月，峰華卓立為東北地區某大型汽車研發企業試制發動機缸體，首個樣本制作周期為15天。到2010年10月，峰華卓立為華中某大型發動機廠試制發動機缸體，制作周期縮短到不足10天。

得益于對PCM領域的先入優勢和技術優勢，峰華卓立現有佛山、成都兩大生産基地，客戶包括中國工程物理研究院，以及廣西玉柴、上汽、比亞迪、濰柴動力、安德裡茨集團等知名企業，涵蓋汽車、軍工、航空航天、船舶、泵閥、新能源、軌道交通、工程機械、礦山機械、建築、模具等領域。

更難得的是，峰華卓立從第三代PCM裝備開始踏上國際競争舞台，首台套在2017年出口印度。至今，該公司産品已出口到俄羅斯、巴西、日本、白俄羅斯、印度等國家和地區，出口訂單占比近三成。

深耕3D打印

切入打印材料新賽道

最近，峰華卓立新動作不斷。

基于在砂型3D打印領域積累的多重優勢，該企業正通過自主研發繼續發力，将技術延伸到金屬、陶瓷、複合材料等領域。近三年，該公司金屬、陶瓷裝備完成知識産權申報，2022年開始推出成套技術産品及服務。

3D打印材料是3D打印技術發展的物質基礎，金屬、陶瓷、複合材料是3D打印領域的新興賽道。據Wohlers Associates Inc發布行業統計顯示，在3D打印下遊應用行業，汽車工業、消費電子以及航空航天占比最大，金屬、陶瓷、複合材料将成為3D打印材料的“引爆點”。

關于峰華卓立的3DP金屬和陶瓷工藝裝備，屈志介紹，該企業正着力研發第二代金屬/陶瓷/複合材料3D打印機。金屬/陶瓷3D打印的打印速度最快将縮短到不到10秒/層，後處理工藝與砂型3D打印完全不同，可打印各種金屬和陶瓷材料，而且能成形3D打印砂型 鑄造工藝所不能生産的硬質合金等難熔難變形合金。而且，其産品打印精度從砂型的±0.3mm提高到±0.05mm，幾乎提升了一個數量級，能實現的産品複雜程度也将遠超過3D打印砂型 鑄造的成形工藝。

今年，峰華卓立還推出了第五代PCM系列裝備和3D打印設備數字化平台，同時推進研發第六代裝備。為滿足日益增加的大批量定制化生産需求，第六代産品将進一步提高打印速度，設備更集成、體積更小，還将從單機版變革為更适合數字化智造的柔性生産線。未來，綠色、環保、智能智能化、集成化、多網絡控制将繼續是峰華卓立PCM系列裝備的升級方向。

從全球範圍看，3D打印産業将進入高速增長期。據中研普華産業研究院預測，2020年至2026年，全球3D打印産值将保持20%的年均複合增幅，到2026年市場規模有望達到372億美元。

峰華卓立發展至今，最讓屈志自豪的，是企業的核心技術從概念、原理、落地到産業化應用，全程來自自主開發。在他看來，自主開發優勢将是企業進一步提高競争力，在全球市場開疆拓土的“王牌”。

“從砂型PCM-300到PCM-2500系列裝備，再到金屬、陶瓷、複合材料的3D打印技術和裝備，我們的目标是徹底突破各行業關鍵零部件制造的‘卡脖子’問題，緻力于成為全球3D打印技術領導者，創民族品牌，立行業标杆。”屈志說。

觀察眼

自主創新，要耐得住寂寞

一分耕耘，一分收獲，自主創新都是“艱難困苦，玉汝于成”。在高技術新興領域，不少企業奮力攻堅關鍵技術創新,有的熬過了“寂寞期”，有的在研發路上折戟。

這些故事的共通點之一是“韌性”。隻因從産品研發到市場投入，或需很長的時間等待，甚至長時間卻等來一個錯的結果，企業研發要有充分的心理準備和安排。

峰華卓立就是如此。用屈志的話來說，所幸的是，經曆了長期“不計成本”的投入，峰華卓立終于迎來技術轉化收獲期，扭虧為盈。背後原因是，企業自創始時起，自主研發的目标越是瞄準行業頂尖或“無人區”，就越要“耐得住寂寞”。

具體來說，“寂寞期”的難熬之處在于，在技術突破出現曙光之前，企業要持續不斷地投入，不可急功近利。技術人員也不能因為今天努力了，明天還見不到成果，就灰心喪氣。

所幸的是，功夫不負有心人。正如四年前，顔永年教授在第五屆3D打印技術産業大會新聞發布會上說：“當3D打印技術走出實驗室，它的發展動力在于應用。”如今，正是3D打印市場的高速增長期，正是峰華卓立大展拳腳之時。

【撰文】陳夢 趙進

【作者】 陳夢

【來源】 南方報業傳媒集團南方 客戶端