“2月4日晚上,我全程观看了冬奥会开幕式,看到自己亲手制作的冬奥会主火炬在鸟巢体育馆点燃升起的时候,我心情特别激动。我作为芜湖人,我们作为芜湖土生土长的企业,能全程参与冬奥会主火炬的研发与生产,光荣而自豪!”
面对记者的采访,在讲述如何全程参与北京冬奥会主火炬的研发与生产过程时,安徽哈特三维科技有限公司总工程师沈力依然很激动。
2月4日晚,北京冬奥会开幕式上,主火炬以一种令人惊讶的方式亮相,随着最后一棒的火炬手将火炬放入“雪花”中央,星光璀璨,“雪花”绽放,小小的火苗传达低碳环保理念,“微火”前所未有,主火炬塔被点燃的一刻,你或许完全没有想到,燃烧的主火炬竟然是公司总部位于芜湖的一家科技公司“打印”出来的。并且全程参与研发与生产的公司总工程师——出生于1994年的沈力也是土生土长的芜湖人。
15日上午,记者来到位于芜湖市繁昌经济开发区的安徽省春谷3D打印智能装备产业园,走进利用3D打印科技“智造”出冬奥会主火炬的安徽哈特三维科技有限公司,探寻他们如何利用“黑科技”全程参与冬奥会主火炬的研发与生产。
冬奥会主火炬外形部件均是“芜湖造”
2月4日,随着最后一棒的火炬手将手持火炬插入“雪花”中心,奥运火焰与96朵晶莹剔透的雪花、6条飘逸的橄榄枝交相辉映——这就是北京冬奥主火炬,冰与火实现完美相融。
火炬,一直以来都是历届奥运会开幕式的关键一环,集万千瞩目于一身。北京冬奥会的火炬家族包括三位成员,分别是手持火炬、主火炬、三胞胎场外火炬(北京冬奥会开幕以来,矗立在北京、延庆、张家口三个赛区的火炬台)。这其中,最后一棒的手持火炬转化为主火炬,主火炬也在奥运历史上首次使用了“微火”方式,惊艳世界。
据哈特三维负责人刘桐介绍,冬奥会主火炬由航天科技集团总体负责,“飞扬”主火炬核心部件,也就是心脏内核由航天科技集团设计,运用了液体火箭发动机的氢能技术。而主火炬的外飘带、内飘带及燃烧系统均是安徽哈特三维科技有限公司利用3D技术打印出来的,再经过后期抛光后组装,从外形上就能看到一个完整成型的“飞扬”主火炬了。
“冬奥会开幕式上,大家看到的插入‘雪花’中心的主火炬就是我们打印的。在开幕式上看到主火炬的那一刻,我的心情无法言语,当时,我就激动地跟家里人说这个主火炬就是我做的,家里人还以为我开玩笑,都不相信。”哈特三维总工沈力向记者描述观看开幕式当天的情形时,面带笑意,自豪之情溢于言表。
历时一年多 几易其稿 方得“飞扬”
哈特三维负责人刘桐告诉记者,从2020年9月份接到相关科研任务开始,到2021年10月底火炬最终成型,历时一年多时间。这期间从最开始的实验制品到材料不停地实验更换,几易其稿,才最终形成我们现在看到的“飞扬”火炬。
据介绍,航天科技集团,哈尔滨工业大学、哈特三维联合攻关,利用在航天工业中应用日益广泛的3D打印技术来制造火炬,对多种3D打印材料进行了测试,对火炬内部结构进行了优化,对打印工艺进行系统的验证和改进,最后成功制备出完全满足要求的氢火炬及其燃烧系统,保障火炬燃烧的可靠性。
据刘桐介绍,安徽哈特三维科技有限公司是哈尔滨工业大学投资入股企业,依托学校在航空航天先进金属材料方面的研发优势,以及自身具备的技术研发硬实力,用芜湖的科技“智造”水平承担起了北京冬奥会主火炬的研发与生产。
刘桐告诉记者,3D打印这项科技在火炬研发生产中也契合了各方面要求,“3D打印技术可以快速制造、快速成型,一个成型的火炬使用传统的模具塑形再到加工生产,时间周期长,无法适应在高强度恶劣环境中不断实验又不断推翻改进的技术要求,另外,火炬内部的格栅与燃气管等精密部件,也是传统加工制造业的难点。”
据该公司总工沈力介绍,为了保证火炬外观质量和燃烧效果,除尺寸精度要求外,还需要保证3D打印火炬内部致密度接近100%,也就是要保证内部燃烧器气密性要求和火炬表面抛光质量要求,火炬各部件内部孔隙与缺陷接近于零。所以,哈工大苏彦庆教授团队与哈特三维技术团队通过对多种3D打印材料进行测试和优化,对火炬内部结构进行了成形工艺优化,对燃烧器3D打印工艺进行了系统验证和改进,最终成功制备出完全满足要求的氢火炬及其燃烧系统,完全满足主火炬生产的各方面要求,保障了冬奥会主火炬燃烧的可靠性。
冬奥火炬零排放背后的奥秘
熊熊燃烧的奥运主火炬闪烁着“绿色冬奥”“科技冬奥”的火光。记者了解到,北京冬奥会“飞扬”火炬的心脏由航天科技集团设计,他们运用液体火箭发动机的氢能技术,首次实现了冬奥会火炬的“氢”舞飞扬。“飞扬”火炬采用绿色环保、燃烧性好的氢气作为燃料,是世界首套高压储氢火炬,实现了冬奥会历史上火炬的零碳排放。“飞扬”氢火炬成功研制,是火箭发动机技术在奥林匹克舞台上的完美应用,助力北京冬奥会实现“绿色环保、科技创新”的美丽梦想。
据了解,“飞扬”火炬外观设计由清华美术学院校友李剑叶团队完成,“飞扬”火炬造型如丝带飘舞,旋转上升,最后呈现为飞扬的火焰,饱含着美好的寓意,充满艺术感的造型进一步压缩了内部空间,增加了设计、加工和制造难度。
安徽哈特三维科技有限公司负责人刘桐告诉记者,主火炬的“高颜值”需要过硬的技术支撑,既要展现火炬的轻盈,又要实现整体结构的稳定性,为了实现北京冬奥会火炬航天技术和艺术的完美结合,对火炬材料和加工制造技术提出了非常高的要求。
在主火炬和手持火炬的设计研制中,航天技术贡献巨大,航天科技集团利用核心高科技研发实力负责火炬整体设计研发,哈尔滨工业大学发挥多年来在新材料、精密成形技术和装备研发方面的技术优势,最终选定在3D打印科技水平处于国内第一梯队的安徽哈特三维科技有限公司,三方联合攻关,采用3D打印科学技术,攻克了火炬在研制过程中精密成形的难题。
芜湖“智造”的主火炬,在北京冬奥会这个世界瞩目的平台崭露头角,充分体现了芜湖“智造”的水平和竞争力,值得全市所有企业和市民为之骄傲!
当前,芜湖正在积极打造创新创业新高地,争当“创业江淮”排头兵,通过引进一批领军人才、高端人才和国内头部企业、创新型企业,推动传统产业转型升级、新兴产业开花结果、未来产业谋篇布局。芜湖致力于打造新思路的试验地、新事物的生发地、新产品的首发地,将采取更多措施集聚更为丰富的资源要素,推动更多的技术、产品、成果从芜湖走向市场、走向世界,和这座城市同步崛起、共同起飞,让“芜湖制造”“芜湖智造”“芜湖创造”享誉天下!