说起科技卡脖子,总觉得是别人掐咱们的脖子,可现在轮到中国手里捏着王牌了。这项技术叫铸锻铣一体化金属3D打印,由华中科技大学张海鸥教授团队搞出来。它专门针对大型金属零件制造,尤其在航空航天领域牛得不行。
传统方法做个钛合金零件,得铸造锻造热处理铣削一堆步骤,材料浪费大,成本高,周期长。可这项技术把这些全合到一台设备上,边打印边锤击,零件强度直接赶上锻件,还能做复杂结构。国外搞金属3D打印的,还停在打印后锻造的阶段,落后不少。
张海鸥从上世纪90年代末就开始钻研金属打印,那时候团队试激光熔粉,零件出来强度低,缺陷多,基本报废。他不死心,转向电弧热源加焊丝,关键是加了高频锤击,刚熔化的金属被砸细晶粒,气孔裂纹没了。
2009年国家数控机床专项启动,他拉着老婆王桂兰和学生们埋头干,实验室里调试上千次,优化同步控制。2013年出首批样件,验证可行。三年后,第一台设备成型,能打印米级零件,性能超预期。2018年通过鉴定,院士们说这是国际首创。
这项技术一露面,就直击航空痛点。像歼-20的钛合金隔框,用它打印,内部通道复杂,强度高,生产快。长征火箭储箱环件也用上,重量轻了,结构稳。
C919起落架支柱批量出货,周期缩一半。材料从钛合金扩到高温合金、铝合金、钢啥的,设备尺寸大到12米长,能打印火箭箭体段。国内交付五百多台,核电卫星都受益。成本呢,用国产电弧和焊丝,降到传统几分之一,占地小,能耗低。国外激光粉末法比不了,性能差两代。
研发路上,张海鸥团队吃尽苦头。早期激光路子走不通,废品堆山,他们手动组装原型,调锤击力度和时机,一次次失败后才稳住过程。国家支持下,软件硬件迭代,铣削模块加进,实现表面精光。
团队小,条件有限,但咬牙坚持,2016年设备问世,媒体一报,国内企业蜂拥而上。鉴定后,技术进产业化,专利护体。国外一看,领先了,赶紧上门。这技术不光省钱,还让装备迭代快,在军民两用上卡住命脉。
2017年初,美国航空公司第一次派人到武汉,报价8亿人民币,要整套设备和技术资料。他们在实验室看演示,问电弧和锤击细节。中方评估,涉及核心利益,直接拒了。美国人说理解,但明显遗憾。
几个月后,第二次来,开价15亿,带合作方案,谈两天,聊参数和联合研发。中方强调,已用在国家项目,不能卖。美方推分阶段合作,张海鸥团队坚持知识产权保护,婉拒到底。
2018年鉴定刚过,美国第三次求购,报价超30亿,承诺不军用。派工程师和高管,现场要测钛合金样件。中方限演示,从熔丝到锤击成形,但不给源代码。谈判焦点是知产转移,美方出支付计划,中方引政策,说是战略资产。拒后,美国转中介问细节,没门。2019年国际会议流传报道,美媒分析,这技术降成本三成,拿不到影响供应链。中方加安保,限访客。
2020年8月28日,商务部科技部发新目录,把铸锻铣一体化技术列禁出口,编号183506X。基于安全考量,出口需审,防外流。目录生效,国外合资试探被否。内部会议讨论风险,强专利护。国际视作中国反制,科技链变局。2021年,企业申报出口严,技术留国内用。
2022年,美媒详报求购失败,说三次努力白费,反映差距。在钛合金零件上,这技术领先一代。美国承认,锤击一体化思路缺,转自研,但慢。求购从2017到2018,历一年多,刺激全球竞争。中国政策调,加标准制,确保应用稳。
2023年12月,目录再修,细控要点,如参数算法材料。加许可审,防扩散。业内说,巩固优势,避重演。2024年,团队参国标,标准化推。国外自研滞后,缺关键。中国装备加速,军民项目支。
2025年底,这技术迭代不停,材料范围广,交付增,支持大项目。张海鸥领队,产业化深,确保航空核电领。国外赶慢,中国优势固,自主控。这项技术从求购到禁出口,显中国自立心。核心握手,才底气。全球制造变,中国领先,别人追不上。科技赛道,反转来,卡脖子轮流转。
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