一提到卡脖子技术,大家先想到光刻机、芯片。但中国有项铸锻铣一体化金属3D打印黑科技,美国三次上门求购,最高出30多亿都被拒,含金量堪比光刻机。这项美国求而不得的技术,到底藏着多少实力?
被美国人盯上的中国黑科技 到底牛在哪里
有人可能会问,3D打印早就有了,能打印玩具、假牙,有啥稀奇?这里要提醒一句,普通3D打印和我们说的铸锻铣一体化金属3D打印,差距堪比家用打印机和工业印刷机,根本不是一个量级。我们先从传统制造的痛点说起,就懂这项技术有多逆天了。
以前造大飞机、火箭上的关键零件,比如运20的钛合金主梁、长征火箭的储箱大环件,流程繁琐到让人头疼。得先做铸坯,再经过反复锻造,然后用高端机床一点点铣削,前前后后十几道工序,耗时又耗力。
更坑的是,材料利用率还不到10%,相当于买10斤钢材,最后能用的只有1斤,剩下的全浪费了,成本动不动就几百万、上千万,废品率还高得吓人。
而华中科技大学张海鸥教授团队研发的这项技术,直接把铸造、锻造、铣削这三步,整合到了一台设备上,相当于让一台机器干了过去一整条生产线的活。
它的核心操作很有意思,有点像传统铁匠铺的“千锤百炼”,一边用国产电弧熔化普通焊丝当原料,一边用高频小锤子疯狂敲打刚熔化的金属液体,每分钟能敲几千下,把金属结构砸到微米级,这样一来,零件里的气孔、裂纹全没了,强度比传统锻件还高。
举个实际例子,以前造一个三米多长的运20主梁,用传统工艺得花半年时间,而且还不一定能一次成功。用这项技术,不到两天就能搞定,性能还更稳定。
成本方面更是惊喜,西方用进口激光器烧昂贵的钛合金粉末,成本高得离谱,而我们用国产电弧和普通焊丝,成本直接降到了传统工艺的几十分之一。
笔者认为,单这一点,就足以让它在全球金属3D打印领域站稳脚跟。
还有一个关键优势,传统锻造工艺,根本做不出内部带复杂冷却通道、格构轻量化结构的零件,而这项技术就能轻松实现。现在歼-20的钛合金大隔框、C919的主起落架支柱、卫星上的大钛合金支架,都已经用这项技术批量打印了,实打实提升了我们高端装备的性能。
23年磨一剑 从废铁堆里熬出来的核心技术
张海鸥教授团队,整整花了23年,才把这项技术从想法变成了能落地、能应用的“国之重器”,中间的坎坷,常人难以想象。
故事要从1995年说起,那时候张海鸥教授就开始钻研金属3D打印技术了。
一开始,他也是跟着西方的思路走,用激光烧金属粉末,但打印出来的零件,强度根本不够,脆得像玻璃,一摔就碎,堆在实验室里,跟废铁没什么区别。那段时间,团队遭受了无数质疑,有人说他们在做无用功,有人说不如放弃,引进西方的技术更省事。
但张海鸥教授没有放弃,他知道,核心技术买不来、求不来,只能靠自己。有一天,他在看到传统铁匠铺“千锤百炼出好钢”的场景时,突然灵光一闪:能不能把锻造和3D打印结合起来?边打印边锻打,既保留3D打印的高效,又能通过锻打提升零件的强度。这个想法在当时看来,简直是异想天开,因为从来没有人这么尝试过,也没有任何经验可以借鉴。
2009年,国家数控机床重大专项启动,给了团队一个关键的机会,张海鸥教授带着老婆和学生们,全身心投入到研发中,吃住在实验室,不分白天黑夜地调试设备、优化工艺。
有时候为了一个参数,要反复测试上百次,熬到深夜是家常便饭;有时候设备出了故障,他们就自己动手拆解、维修,不放过任何一个细节。
功夫不负有心人,2013年,团队终于做出了第一个合格的小样件;2016年,第一台能用的铸锻铣一体化3D打印设备问世;2018年,这项技术通过了工信部的鉴定,九位院士联合认可,给出了“国际首创、国际领先”的评价。
那一刻,所有的辛苦和付出,都有了回报。一项核心技术的突破,从来都不是偶然,而是坚守与坚持的必然,这23年的坚守,不仅成就了一项技术,更彰显了中国科研人的韧性。
后来,天昱智造接手了这项技术的产业化落地,搭建了智能化生产线,通过了ISO9001认证,还具备了军工三级保密资质,让这项“实验室里的技术”,真正走进了工厂、应用到了实际领域,截至目前,相关设备的累计销量已经超过了500台。
三次天价求购被拒 中国这次硬气到底
中国这项技术一问世,就引起了全球的关注,其中最着急的,就是美国。他们很快就意识到,这项技术能彻底改变制造业的格局,能解决他们高端制造业的诸多痛点,于是,一场轰轰烈烈的“求购大战”,就此拉开序幕。
第一次,美国一家企业找上门来,开出了8亿元人民币的报价,想买下这项技术的使用权,结果被我们直接拒绝了。美国人不甘心,觉得是报价不够高,于是第二次,他们把报价涨到了20多亿,比第一次翻了两倍多,但依然被拒绝。
话说回来,美国人是真的急了,第三次,他们直接开出了30多亿元的天价,这已经是一个难以拒绝的数字了,相当于一家中型企业的全部资产。但中国的态度依然很坚决:不卖!不管多少钱,这项核心技术,绝不对外转让。
为什么我们这么硬气?其实看看美国高端制造业的现状,就明白了。
近几年,美国的制造业陷入了结构性瓶颈,制造业PMI连续9个月萎缩,2025年11月的数据只有48.2,低于50的扩张门槛,意味着制造业一直在衰退。
更严重的是,他们有40-50万个制造业岗位招不到人,供应链断裂,缺乏完整的产业生态,而铸锻铣一体化技术,正好能解决他们效率低、成本高、人才缺的困境。
2020年8月,国家正式把这项技术列入禁止出口目录,编号183506X,这就意味着,不管以什么形式,这项技术都不能往外卖,这是国家层面的底线,也是对我们自主创新成果的保护。
面对我们的坚决态度,美国也没辙,只能采取一些小动作,比如对中国的3D打印机加征100%的关税,试图遏制中国技术的输出,但这根本没用。因为我们已经搭建起了“材料-设备-应用”的完整产业链,不管外部怎么施压,我们都能稳步推进技术的升级和应用。
不止是技术领先 中国已经掌握了话语权
现在,很多人都在说,中国的铸锻铣一体化技术,领先全球至少两代。这句话不是夸张,而是实打实的事实。目前,国外的金属3D打印技术,还停留在“先打印再锻造”的阶段,不仅效率低,而且零件性能也比不上我们的技术,短时间内,根本无法追上我们的步伐。
更重要的是,我们不仅仅是技术领先,更已经实现了产业化,搭建起了完整的产业链。除了天昱智造,铂力特、盈普三维等企业也在同步发力,实现了“数以百万计”的零部件规模化生产,应用范围也从航空航天,扩展到了核电、船舶海工、高速铁路等更多高端领域,比如高速铁路的辙叉、船舶的螺旋桨、核电工业的核心部件,都能用这项技术打印。
可能有人会问,我们实施出口管制,是不是想垄断这项技术?其实不是这样的。笔者认为,出口管制不是封闭保守,而是一种战略缓冲。
一方面,是为了保护我们好不容易攻克下来的创新成果,防止别人“抄近路”复制我们的技术;另一方面,也是为了倒逼国内产业加速升级,摆脱对低端领域的依赖,向金属打印、陶瓷打印等高附加值领域转型,同时推动建立“中国标准”,让中国从“技术领先”走向“标准引领”。
回想以前,我们总是被别人卡脖子,光刻机、芯片、航空发动机,每一项核心技术的缺失,都让我们处处被动。
而现在,铸锻铣一体化技术的突破,让我们终于实现了反超,终于能在高端制造领域,主动掌握话语权,终于能硬气地对国外的天价求购说“不”。
这背后,是张海鸥教授团队23年的坚守,是无数科研人的默默付出,更是国家的精准扶持和长远布局。核心技术从来都不是花钱能买到的,唯有坚持自主创新,才能真正掌握自己的命运,才能在全球竞争中站稳脚跟。
最后想问大家一句,你还知道中国有哪些低调却厉害的核心技术?
参考资料 光明网:《从“可选项”到“必选项” 增材制造装备产量增速亮眼 “走出去”成效明显》 燕语话新晴:《美国3次求购遭拒,重要性堪比光刻机,中国3D金属打印有多强?》
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