在共享集團資陽生產(chǎn)基地的中央控制室，屏幕上正上演著一場奇妙的“化學反應(yīng)”：左側(cè)實時跳動著機械的能耗數(shù)據(jù)，右側(cè)則顯示著由西門子能源智慧能源管理平臺生成的動態(tài)碳足跡圖譜。工廠里每一度電、每一份原料的消耗，經(jīng)平臺換算，都化作了直觀的二氧化碳當量。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寫。

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、國家發(fā)展和改革委員會與生態(tài)環(huán)境部聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于推動鑄造和鍛壓行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》（以下簡稱意見）明確將砂型3D打印技術(shù)列為先進鑄造工藝，作為推動行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的重點發(fā)展方向。

《意見》中有一組數(shù)據(jù)值得關(guān)注。到2025年，要使重點領(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產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，實現(xiàn)包括砂型3D打印在內(nèi)的多項先進工藝技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，同時，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)利用達到800萬噸以上，噸鍛件能源消耗較2020年減少5％。

那么，為什么是砂型3D打?。可靶?D打印技術(shù)，簡言之，就是用砂料打印鑄件模具。作為一種通過數(shù)字化建模直接制造鑄造砂型的先進工藝，它像打印機一樣逐層堆積砂料和黏合劑，無需傳統(tǒng)木?；蚪饘倌＞?，大幅提升了鑄造效率。這種技術(shù)特別適合生產(chǎn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的鑄件，比如汽車發(fā)動機缸體或航空零件，不僅縮短了生產(chǎn)周期（從數(shù)周縮短至幾小時），還能實現(xiàn)小批量個性化定制‌。

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，更因無需開模，生產(chǎn)流程更簡潔，進一步降低了能耗和人工成本‌。同時，砂料可高效回收再利用，顯著降低了廢砂排放。”現(xiàn)場技術(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)，正在推動鑄造業(yè)低碳轉(zhuǎn)型、實現(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、實現(xiàn)綠色高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一，不僅推動高端裝備制造業(yè)升級，也為應(yīng)對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)能自動生成包含12項碳指標的‘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‘記準賬’，原料運輸耗了多少能？3D打印機的電用在哪了？甚至黏結(jié)劑的用量對碳排放有啥影響？這套應(yīng)用了西門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‘可測量的小單元’。”

數(shù)據(jù)準了，減排才不盲目。西門子能源大中華區(qū)低碳工業(yè)集團工業(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)無論是能源優(yōu)化還是調(diào)度管理，都必須建立在準確的數(shù)據(jù)之上。而且，在能源管理中，如果我們知道一個新訂單需要多少能耗，它會經(jīng)過哪些設(shè)備路徑，而這些設(shè)備的新舊程度不同，就可以結(jié)合峰谷電價進行優(yōu)化排產(chǎn)。”

能碳數(shù)據(jù)的價值，更在動態(tài)優(yōu)化中持續(xù)釋放。當系統(tǒng)監(jiān)測到某臺3D打印機單日能耗偏離基準值，會自動觸發(fā)診斷程序。“可能是粘結(jié)劑配比或?qū)雍駞?shù)需要調(diào)整。”西門子能源工程師展示的案例顯示，通過算法優(yōu)化打印路徑，單個復(fù)雜構(gòu)件的生產(chǎn)綜合減排效益達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，共享集團通過碳數(shù)據(jù)管理實現(xiàn)的減排量達1.2萬噸，相當于其總排放量的18%。

更有意思的是“碳追溯”?，F(xiàn)在廠里的鑄件都帶著“電子身份證”——通過植入砂型內(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’檢測儀。”現(xiàn)場工作人員告訴記者，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“粉塵車間”到“五無工廠”，協(xié)同釋放轉(zhuǎn)型動能

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

“這里實現(xiàn)了無砂箱、無模型、無重體力勞動、無廢砂及粉塵排放、無溫差的‘五無’生產(chǎn)。”在共享集團3D打印工廠內(nèi)，講解員指著忙碌的生產(chǎn)線介紹。這座2017年12月建成的全球首個萬噸級鑄造3D打印智能工廠，年產(chǎn)兩萬余噸合格砂芯，人均生產(chǎn)效率達傳統(tǒng)鑄造的3倍以上。

記者了解到，“十四五”期間，共享集團從設(shè)備更新、技改、工藝優(yōu)化到管理強化全面發(fā)力，通過頭腦風暴等形式深挖各類節(jié)能措施，截至今年上半年，已實施大小節(jié)能降耗措施100余項。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、砂型烘干設(shè)備更新后，單臺設(shè)備節(jié)電量達20%——這些持續(xù)更新的節(jié)能措施，正穩(wěn)步推動節(jié)能降碳目標落地。

2024年，共享集團與西門子能源在進博會上簽約，雙方合作推進數(shù)字化和能碳管理，將進一步提升能效，減少碳排放，推動中國鑄造行業(yè)全面綠色轉(zhuǎn)型升級。

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

“近幾年來，共享集團積極響應(yīng)國家‘雙碳’戰(zhàn)略，將可持續(xù)發(fā)展融入核心業(yè)務(wù)，通過節(jié)能措施實施、能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化、供應(yīng)鏈強化等，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，公司已實現(xiàn)萬元產(chǎn)值能耗較2020年下降近40%，非化石能源占比提升至近30%。我們力爭為行業(yè)綠色發(fā)展樹立標桿，也為上下游綠色供應(yīng)鏈建設(shè)出份力。這是我們的目標。現(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，未來幾年計劃通過光伏改造、氫能燃燒技術(shù)應(yīng)用等，不光要減少碳排放，還要逐步擺脫對傳統(tǒng)化石能源的依賴。”

共享集團的轉(zhuǎn)型探索，是鑄造業(yè)的一個縮影。當3D打印簡化了生產(chǎn)流程，能碳數(shù)據(jù)找準了減排方向，曾經(jīng)被貼上“高耗能”“重污染”標簽的鑄造業(yè)，正在一點點變樣。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“路線圖”，兩者湊在一起，正推著傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)往“綠”走。