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在共享集團(tuán)資陽(yáng)生產(chǎn)基地的中央控制室，屏幕上正上演著一場(chǎng)奇妙的“化學(xué)反應(yīng)”：左側(cè)實(shí)時(shí)跳動(dòng)著機(jī)械的能耗數(shù)據(jù)，右側(cè)則顯示著由西門(mén)子能源智慧能源管理平臺(tái)生成的動(dòng)態(tài)碳足跡圖譜。工廠(chǎng)里每一度電、每一份原料的消耗，經(jīng)平臺(tái)換算，都化作了直觀(guān)的二氧化碳當(dāng)量。這背后，是砂型3D打印與能碳數(shù)據(jù)管理的“聯(lián)手”，鑄造業(yè)的減排方程式正被重新書(shū)寫(xiě)。

政策“指路”，3D打印成鑄造業(yè)轉(zhuǎn)型“關(guān)鍵棋”

工業(yè)和信息化部、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)與生態(tài)環(huán)境部聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于推動(dòng)鑄造和鍛壓行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)意見(jiàn)）明確將砂型3D打印技術(shù)列為先進(jìn)鑄造工藝，作為推動(dòng)行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的重點(diǎn)發(fā)展方向。

《意見(jiàn)》中有一組數(shù)據(jù)值得關(guān)注。到2025年，要使重點(diǎn)領(lǐng)域高端鑄件、鍛件產(chǎn)品取得突破，掌握一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)包括砂型3D打印在內(nèi)的多項(xiàng)先進(jìn)工藝技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，同時(shí)，鑄造行業(yè)顆粒物污染排放量較2020年減少30%以上，年鑄造廢砂再生循環(huán)利用達(dá)到800萬(wàn)噸以上，噸鍛件能源消耗較2020年減少5％。

那么，為什么是砂型3D打??？砂型3D打印技術(shù)，簡(jiǎn)言之，就是用砂料打印鑄件模具。作為一種通過(guò)數(shù)字化建模直接制造鑄造砂型的先進(jìn)工藝，它像打印機(jī)一樣逐層堆積砂料和黏合劑，無(wú)需傳統(tǒng)木?；蚪饘倌＞撸蠓嵘髓T造效率。這種技術(shù)特別適合生產(chǎn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的鑄件，比如汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體或航空零件，不僅縮短了生產(chǎn)周期（從數(shù)周縮短至幾小時(shí)），還能實(shí)現(xiàn)小批量個(gè)性化定制‌。

更關(guān)鍵的是“低碳”。“傳統(tǒng)鑄造需要大量消耗模具材料，而砂型3D打印直接根據(jù)數(shù)字模型成型，減少了原材料浪費(fèi)，更因無(wú)需開(kāi)模，生產(chǎn)流程更簡(jiǎn)潔，進(jìn)一步降低了能耗和人工成本‌。同時(shí)，砂料可高效回收再利用，顯著降低了廢砂排放。”現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員告訴記者。

眼下，以砂型3D打印為代表的創(chuàng)新技術(shù)，正在推動(dòng)鑄造業(yè)低碳轉(zhuǎn)型、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排等方面，是助力鑄造業(yè)契合碳排放雙控制度要求、實(shí)現(xiàn)綠色高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一，不僅推動(dòng)高端裝備制造業(yè)升級(jí)，也為應(yīng)對(duì)氣候變化提供了可行的工業(yè)解決方案‌。

能碳數(shù)據(jù)的“精密切片”，讓減排有跡可循

“每打印1噸合格砂芯，系統(tǒng)能自動(dòng)生成包含12項(xiàng)碳指標(biāo)的‘數(shù)字切片’。”共享裝備股份有限公司副總裁李永新指著屏幕上按原料、能耗、運(yùn)輸?shù)染S度拆解的柱狀圖解釋道，“這套系統(tǒng)的基本功是‘記準(zhǔn)賬’，原料運(yùn)輸耗了多少能？3D打印機(jī)的電用在哪了？甚至黏結(jié)劑的用量對(duì)碳排放有啥影響？這套應(yīng)用了西門(mén)子能源的能源管理系統(tǒng)，將鑄造全流程的能源應(yīng)用切成了‘可測(cè)量的小單元’。”

數(shù)據(jù)準(zhǔn)了，減排才不盲目。西門(mén)子能源大中華區(qū)低碳工業(yè)集團(tuán)工業(yè)解決方案事業(yè)部總經(jīng)理秦政告訴記者：“能源系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和可追溯性，是數(shù)字化系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)的最基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，也是非常關(guān)鍵的一步。后續(xù)無(wú)論是能源優(yōu)化還是調(diào)度管理，都必須建立在準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)之上。而且，在能源管理中，如果我們知道一個(gè)新訂單需要多少能耗，它會(huì)經(jīng)過(guò)哪些設(shè)備路徑，而這些設(shè)備的新舊程度不同，就可以結(jié)合峰谷電價(jià)進(jìn)行優(yōu)化排產(chǎn)。”

能碳數(shù)據(jù)的價(jià)值，更在動(dòng)態(tài)優(yōu)化中持續(xù)釋放。當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到某臺(tái)3D打印機(jī)單日能耗偏離基準(zhǔn)值，會(huì)自動(dòng)觸發(fā)診斷程序。“可能是粘結(jié)劑配比或?qū)雍駞?shù)需要調(diào)整。”西門(mén)子能源工程師展示的案例顯示，通過(guò)算法優(yōu)化打印路徑，單個(gè)復(fù)雜構(gòu)件的生產(chǎn)綜合減排效益達(dá)21.8%；而微波烘干設(shè)備的余熱回收改造，又讓每批次砂芯的碳足跡減少了約8.7%。據(jù)悉，2024年全年，共享集團(tuán)通過(guò)碳數(shù)據(jù)管理實(shí)現(xiàn)的減排量達(dá)1.2萬(wàn)噸，相當(dāng)于其總排放量的18%。

更有意思的是“碳追溯”?，F(xiàn)在廠(chǎng)里的鑄件都帶著“電子身份證”——通過(guò)植入砂型內(nèi)部的RFID芯片，每件產(chǎn)品的碳足跡能追溯至具體工序、設(shè)備甚至操作班組。從打印到熔煉，哪道工序的碳排放多少，掃一下就全知道。“就像給鑄件裝上了‘碳基因’檢測(cè)儀。”現(xiàn)場(chǎng)工作人員告訴記者，3D打印不僅改變了生產(chǎn)形態(tài)，更重構(gòu)了碳排放的計(jì)量維度。“2018年起，我們用3D打印技術(shù)替代傳統(tǒng)木模、消失模成型，較傳統(tǒng)方式節(jié)約了30天模型制作周期。”

從“粉塵車(chē)間”到“五無(wú)工廠(chǎng)”，協(xié)同釋放轉(zhuǎn)型動(dòng)能

“2012年想轉(zhuǎn)型時(shí)，就盼著工人能穿干凈襯衫進(jìn)車(chē)間。”共享集團(tuán)的老員工還記得，以前的鑄造車(chē)間到處是除塵管道，地上堆著廢砂，工人得戴厚防塵罩，下班時(shí)口罩里全是灰?，F(xiàn)在走進(jìn)3D打印車(chē)間，粉塵沒(méi)了，廢砂堆場(chǎng)變成了綠色設(shè)備陣列，工人穿件薄工服就行。

“這里實(shí)現(xiàn)了無(wú)砂箱、無(wú)模型、無(wú)重體力勞動(dòng)、無(wú)廢砂及粉塵排放、無(wú)溫差的‘五無(wú)’生產(chǎn)。”在共享集團(tuán)3D打印工廠(chǎng)內(nèi)，講解員指著忙碌的生產(chǎn)線(xiàn)介紹。這座2017年12月建成的全球首個(gè)萬(wàn)噸級(jí)鑄造3D打印智能工廠(chǎng)，年產(chǎn)兩萬(wàn)余噸合格砂芯，人均生產(chǎn)效率達(dá)傳統(tǒng)鑄造的3倍以上。

記者了解到，“十四五”期間，共享集團(tuán)從設(shè)備更新、技改、工藝優(yōu)化到管理強(qiáng)化全面發(fā)力，通過(guò)頭腦風(fēng)暴等形式深挖各類(lèi)節(jié)能措施，截至今年上半年，已實(shí)施大小節(jié)能降耗措施100余項(xiàng)。比如電爐電極控制系統(tǒng)改造，年度節(jié)電量提升25%；新型節(jié)能空壓機(jī)、砂型烘干設(shè)備更新后，單臺(tái)設(shè)備節(jié)電量達(dá)20%——這些持續(xù)更新的節(jié)能措施，正穩(wěn)步推動(dòng)節(jié)能降碳目標(biāo)落地。

2024年，共享集團(tuán)與西門(mén)子能源在進(jìn)博會(huì)上簽約，雙方合作推進(jìn)數(shù)字化和能碳管理，將進(jìn)一步提升能效，減少碳排放，推動(dòng)中國(guó)鑄造行業(yè)全面綠色轉(zhuǎn)型升級(jí)。

不只是一家企業(yè)的變化，綠色轉(zhuǎn)型的動(dòng)能還在向外輻射。在寧夏銀川的鑄造產(chǎn)業(yè)集群中，共享集團(tuán)的碳數(shù)據(jù)管理正產(chǎn)生“漣漪效應(yīng)”：通過(guò)將碳賬戶(hù)系統(tǒng)開(kāi)放給數(shù)十家上下游企業(yè)，從廢砂回收、金屬熔煉到物流運(yùn)輸，全鏈條的碳流都能看著走——“一個(gè)廠(chǎng)的轉(zhuǎn)型，帶活了一片產(chǎn)業(yè)鏈。”

“近幾年來(lái)，共享集團(tuán)積極響應(yīng)國(guó)家‘雙碳’戰(zhàn)略，將可持續(xù)發(fā)展融入核心業(yè)務(wù)，通過(guò)節(jié)能措施實(shí)施、能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化、供應(yīng)鏈強(qiáng)化等，在綠色轉(zhuǎn)型與低碳減排領(lǐng)域取得顯著成效。”李永新告訴記者，“2025年，公司已實(shí)現(xiàn)萬(wàn)元產(chǎn)值能耗較2020年下降近40%，非化石能源占比提升至近30%。我們力爭(zhēng)為行業(yè)綠色發(fā)展樹(shù)立標(biāo)桿，也為上下游綠色供應(yīng)鏈建設(shè)出份力。這是我們的目標(biāo)?，F(xiàn)在我們還在試‘新招’，我們已在熱處理、焊接預(yù)熱等工藝上持續(xù)探索，未來(lái)幾年計(jì)劃通過(guò)光伏改造、氫能燃燒技術(shù)應(yīng)用等，不光要減少碳排放，還要逐步擺脫對(duì)傳統(tǒng)化石能源的依賴(lài)。”

共享集團(tuán)的轉(zhuǎn)型探索，是鑄造業(yè)的一個(gè)縮影。當(dāng)3D打印簡(jiǎn)化了生產(chǎn)流程，能碳數(shù)據(jù)找準(zhǔn)了減排方向，曾經(jīng)被貼上“高耗能”“重污染”標(biāo)簽的鑄造業(yè)，正在一點(diǎn)點(diǎn)變樣。就像中央控制室的那塊屏幕——左邊是技術(shù)創(chuàng)新的“加速度”，右邊是低碳發(fā)展的“路線(xiàn)圖”，兩者湊在一起，正推著傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)往“綠”走。