CAIEC路演 | 乘風航空：航空發(fā)動機熱端關(guān)鍵零部件制造
2022-09-29
工藝驅(qū)動飛行，用先進制造工藝成就中國的航空發(fā)動機，提供尖端的特種工藝服務(wù)。
無錫乘風航空工程技術(shù)有限公司
無錫乘風航空工程技術(shù)有限公司是一家位于無錫市新吳區(qū)，專門從事高性能航空發(fā)動機熱端關(guān)鍵部件加工和先進制造工藝研究的公司。乘風航空匯集了國內(nèi)外航空發(fā)動機業(yè)內(nèi)的眾多青年人才，以熱端部件的特種工藝（激光加工、熱障涂層、特種焊接等）為切入點，逐步擴展至熱端部件的全工序全流程加工，為中國最新一代戰(zhàn)斗機所配備的高性能渦扇發(fā)動機以及大飛機/客機提供熱端關(guān)鍵零部件。在第一期工程完成后，乘風航空將具備國內(nèi)唯一的集熱部件氣膜孔加工、新一代渦輪葉片PtAl涂層及極端環(huán)境考核試驗為一體的能力。其中所涉及到的關(guān)鍵裝備，如五軸高功率激光加工系統(tǒng)、精密葉片電火花銑削系統(tǒng)及PtAl涂層生產(chǎn)系統(tǒng)等均為公司所自研，擁有完整的知識產(chǎn)權(quán)，解決了目前航空發(fā)動機所面臨的多項“卡脖子”問題。在多方的合力支持和共同努力下，乘風航空將致力于建設(shè)專業(yè)化技術(shù)能力、體系化管理能力、批產(chǎn)化生產(chǎn)能力，為我國航空發(fā)動機事業(yè)追趕國際先進水平做出貢獻。
航空發(fā)動機熱端關(guān)鍵零部件制造
本項目以高性能涂層與冷卻孔加工為切入點，最終成為航空發(fā)動機熱端部件制造供應商，同時拓展能源、船舶及醫(yī)療器械等領(lǐng)域。航空發(fā)動機熱端部件包括燃燒室和渦輪，其工作環(huán)境十分惡劣，溫度可達2000℃，壓力超過40個大氣壓，故燃燒室和渦輪的冷卻是重中之重。同時由于渦輪轉(zhuǎn)速高，每個葉片承受的離心力超過10噸，一點微小的缺陷就會造成嚴重的后果；而空氣中包含大量鈣鎂鋁顆粒，高溫燃燒環(huán)境會使這些顆粒對隔熱涂層和材料造成嚴重破壞。本項目以異型氣膜冷卻孔加工和高性能涂層作為切入點，結(jié)合完全自主知識產(chǎn)權(quán)的特種加工設(shè)備解決我國航空發(fā)動機熱端部件的“卡脖子”項目。在此基礎(chǔ)上力爭5年內(nèi)拓展至整個熱端部件的全工序加工，并以此為平臺實現(xiàn)能源、船舶及醫(yī)療器械領(lǐng)域的延伸。本項目創(chuàng)業(yè)團隊均為航空發(fā)動機領(lǐng)域具有多年設(shè)計制造經(jīng)驗的專家，在相關(guān)領(lǐng)域獲得國內(nèi)國外博士或碩士學位，并獲得國內(nèi)科學技術(shù)進步獎。
各位領(lǐng)導、評委老師大家好，我是無錫乘風航空的董事長沈涵，下面就由我來為大家介紹"航空發(fā)動機熱端部件制造"項目。我的介紹將分為技術(shù)產(chǎn)品、行業(yè)市場、商業(yè)模式、人才團隊、財務(wù)分析五個部分。乘風航空成立于2021年9月，注冊資本5000萬，擁有廠房8500平。股東構(gòu)成包括航亞科技類的上市航發(fā)零部件制造企業(yè)、英諾類的專業(yè)投資機構(gòu)，以及我們的技術(shù)團隊和一些外部投資人。
下面請大家看一下發(fā)動機的拆解圖。發(fā)動機以燃燒室為界，前后分成了冷端和熱端。眾所周知，熱端部件的工藝難度和附加值是最高的。我們的主營業(yè)務(wù)是從事高性能航空發(fā)動機熱端部件的制造加工，和先進制造工藝的研究。涉及的零部件和工藝從燃燒室的前置擴壓器、燃油噴嘴到火焰筒到渦輪葉片的打孔涂層和焊接。三期建設(shè)完成后，我們將具備熱端部件的全工序制造能力。當前，我們多項技術(shù)處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，其中以激光加工和特種涂層技術(shù)為核心，具備了從自主研發(fā)設(shè)備到工藝開發(fā)，再到產(chǎn)品交付的全流程生產(chǎn)能力。根據(jù)熱端部件的特點，我們建設(shè)了多種能力。首先是完整的積壓能力，主要服務(wù)于燃燒室、火焰筒、尾噴等部件的成型加工。特種工藝方面可以提供三維五軸的激光打孔、切割以及葉片的頂花打孔。激光打孔設(shè)備是我們和華工激光共同自主研發(fā)的國內(nèi)首臺大型五軸汽?？准庸ぴO(shè)備。電火花打孔設(shè)備也是我們自主研發(fā)的，為此我們還投資了一家電火花打孔設(shè)備公司。在涂層方面，我們涵蓋了發(fā)動機中幾乎所有的涂層制造，包括耐磨、封嚴、熱脹等。同時也提供渦輪葉片的滲鋁涂層、鉑鋁涂層、陶瓷涂層等工藝。二期建設(shè)將自主完成電子束物理氣相沉積，也就是EB-PVD的建設(shè)，在焊接部分我們可以提供氬弧焊、激光焊、電子束焊等。發(fā)動機熱端部件的出廠標準多數(shù)由性能決定，因此我們建設(shè)了完整的金相、力學性能、智能空氣流量測試、熱沖機熱循環(huán)等考核能力。除航空發(fā)動機外，我們的業(yè)務(wù)還可應用在能源、傳用燃機、醫(yī)療器械等方面。當前航發(fā)市場潛力比較巨大，近年來由于國際形勢的變化，我們的軍機列裝結(jié)構(gòu)也在不斷升級，規(guī)模數(shù)量也不斷增加。在五代機部署的同時，還有大量的三代機、四代機仍然在服役，有換裝、維修的需求。這也是我們和歐美最大的不同，因此我們發(fā)動機需求量比歐美要大。現(xiàn)在主機廠普遍存在產(chǎn)能不足的問題，需要我們這樣的民營企業(yè)提供一些產(chǎn)能上的補足。民機方面，C919完成試飛正在加速取證，C919、C929也將逐步裝備長江系列發(fā)動機，而長江系列發(fā)動機在量產(chǎn)的時候需要我們這樣的企業(yè)來進行保障。目前，熱端部件特種工藝的供應商在民營企中還是比較稀少的，這也是我們選擇這一賽道的原因之一。我們的口號是“工藝驅(qū)動飛行”，我們的宗旨和目標是“用先進制造工藝成就中國的航空發(fā)動機”，我們的商業(yè)模式是提供尖端的特種工藝服務(wù)。眾所周知，航空發(fā)動機領(lǐng)域一般是由甲方指定原材料供應商或者直接提供毛坯，再由其專業(yè)公司進行特種工藝服務(wù)，并生產(chǎn)關(guān)鍵的零部件，生產(chǎn)模式類似于“來料加工”。我們的項目不僅僅來自航發(fā)，也有其他單位的外圍任務(wù)。另外，燃機、小型發(fā)動機、輔助動力裝置等也有特種工業(yè)需求，因此我們的項目來源比較多元化。關(guān)鍵在于“人才”。當前，公司的人才隊伍實現(xiàn)了專業(yè)化、高學歷化、精簡化，員工約20名，大多來自航發(fā)體系內(nèi)。我和錢凌翼博士之前都曾在商發(fā)工作。2016年，我從美國回國來到商發(fā)從事燃燒室設(shè)計，錢博士從英國回國來到商發(fā)從事涂層工藝開發(fā)。其他的核心團隊也多來自于商發(fā)460、430、410的主機廠和設(shè)計所。目前民企涉足航發(fā)領(lǐng)域，尤其是尖端特種工藝主要在兩方面存在難度。首先是技術(shù)門檻非常高，其次是需求定義比較復雜。我們公司的人才構(gòu)成，可以確保我們在技術(shù)上相對于其他企業(yè)做到領(lǐng)先，同時在需求上我們比較了解航發(fā)短板，可在實際研發(fā)工作中避免類似的問題，這也是我們的一大優(yōu)勢。此外，我們還成立了專家委員會，擁有專家十余人。未來我們的專家委員會還將擴展到30人左右，進行長期的合作交流，給我們提供大量資源支持的同時，使我們始終保持技術(shù)的領(lǐng)先性。我們公司從去年成立到現(xiàn)在已經(jīng)完成一期建設(shè)，如廠房、設(shè)備、人才等，并和航發(fā)、商發(fā)、燃機等開展了正式的業(yè)務(wù)合作。三期建設(shè)后，預計營收將超1.5億，利潤達到1億。融資方面，我們完成了天使輪融資2000萬，預計明年和后年分別進行近3000萬和5000萬的融資。
評委提問&點評
您的工藝是依靠仿真還是靠實物測試？積累了多少經(jīng)驗？
沈涵：我們仿真方面做的較少，主要還是以實驗為主。航發(fā)本身是一門實驗科學，特別是熱端部件方面，在涉及到燃燒及高溫燃氣時，實驗是十分重要的。所以我們擁有熱沖機、熱循環(huán)、熱考核、流量測試、力學、金相等一系列的實驗能力。
沈涵：我們沒做過PIP技術(shù)內(nèi)的CMC，CVI和MI中的CMC都做過，包括打斜孔和切割，都是采用激光進行的，包括毫秒激光、水導激光。
沈涵：我們主要是提供熱端部件的工藝服務(wù)。作為產(chǎn)業(yè)鏈里的加工供應商，首先主打航發(fā)內(nèi)的產(chǎn)品。
如果是過程服務(wù)你們還是存在風險，需要認真考慮。
沈涵：因為特種工藝本身擁有較高的技術(shù)門檻，涉及到特種工藝，就需要做破壞性實驗才能檢驗這種工藝，很少有民營企業(yè)愿意涉足其中。
用激光做多層級復雜密集孔加工時，中間如何處理？多層燒串問題怎樣解決？
沈涵：像羅羅等都是帶著陶瓷涂層技術(shù)進行異形孔加工。我們自己研制的工藝也是一步穿透，在激光的能量、波長、脈寬方面進行一定的控制。
本文根據(jù)嘉賓在【第六屆中國航空創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國總決賽】上的發(fā)言整理、刪減。(查看更多完整視頻請掃描二維碼)
