說起卡脖子技術(shù)，很多人第一反應(yīng)都是光刻機(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)和芯片，好像科技的頂端就只有這些。

但實(shí)際上，中國手里還有一項(xiàng)低調(diào)卻關(guān)鍵的王牌技術(shù)，讓美國都坐立不安，那就是華中科技大學(xué)張海鷗教授團(tuán)隊(duì)的鑄鍛銑一體化金屬3D打印技術(shù)。

它能徹底改變飛機(jī)和火箭等裝備的制造方式，把曾被國外壟斷的關(guān)鍵零部件牢牢掌握在中國手里。

美國三次高價(jià)求購都被拒，技術(shù)還被列入禁止出口清單。

這項(xiàng)技術(shù)到底有多厲害？

鑄鍛銑一體化打印

傳統(tǒng)制造大飛機(jī)、火箭的鈦合金零件，是一個(gè)復(fù)雜又耗時(shí)的過程。

先得鑄坯，然后開坯鍛造，再經(jīng)過多次熱處理，最后上五軸機(jī)床精銑加工。

整個(gè)流程十幾道工序，材料利用率不到十分之一，零件動(dòng)輒幾百萬上千萬，周期按月計(jì)算，廢品率高得讓人心驚。

這樣的生產(chǎn)方式不僅成本高昂，而且效率極低，難以滿足現(xiàn)代航空航天裝備快速迭代的需求。

張海鷗教授團(tuán)隊(duì)的鑄鍛銑一體化金屬3D打印技術(shù)，徹底顛覆了這種模式。

技術(shù)的核心是將鑄、鍛、銑三道工序整合在同一臺(tái)設(shè)備上完成，邊打印邊用高頻小錘沖擊剛?cè)刍慕饘僖?，使晶粒直接被打到微米?jí)，氣孔和裂紋幾乎消失，打印出的零件強(qiáng)度和韌性相當(dāng)甚至優(yōu)于傳統(tǒng)鍛件。

這意味著過去需要十幾道工序的零件，現(xiàn)在可以在一臺(tái)設(shè)備上一次成型完成。

成本方面更驚人，傳統(tǒng)工藝依賴進(jìn)口激光器燒昂貴粉末，而張海鷗團(tuán)隊(duì)用國產(chǎn)電弧作為熱源，普通焊絲作為原料，成本直接降到原來的幾十分之一。

一臺(tái)設(shè)備就能頂過去整條傳統(tǒng)鍛造生產(chǎn)線，占地小、能耗低、不需要干臟活累活。

這項(xiàng)技術(shù)可以打印出內(nèi)部帶復(fù)雜冷卻通道和格構(gòu)輕量化結(jié)構(gòu)的零件，這是傳統(tǒng)鍛造根本無法實(shí)現(xiàn)的。

殲-20的鈦合金大隔框、長征火箭的儲(chǔ)箱大環(huán)件、C919的主起落架支柱以及衛(wèi)星上的大型支架，現(xiàn)在全都用這套技術(shù)批量生產(chǎn)。

國外雖然也在做金屬3D打印，但大多還是打印后再鍛造，兩步走，性能比中國差上兩代。

技術(shù)的靈活性和高性能優(yōu)勢(shì)，使得中國在大型鈦合金零件制造上徹底實(shí)現(xiàn)自主可控。

二十年磨一劍

張海鷗教授從1995年開始就投身金屬3D打印研究。

早期團(tuán)隊(duì)嘗試用激光熔粉末打印，但打印出來的零件強(qiáng)度低、廢品率高，成果幾乎是廢鐵一堆。

面對(duì)挫折，他并沒有放棄，而是突發(fā)奇想，嘗試將鍛造的核心精華直接融合到打印過程中。

2009年，國家數(shù)控機(jī)床重大專項(xiàng)啟動(dòng)，他決定全力投入，將所有精力傾注到這項(xiàng)技術(shù)上。

張海鷗與妻子王桂蘭及學(xué)生們共同攻關(guān)，經(jīng)歷了十幾年無數(shù)失敗和調(diào)試。

2013年，團(tuán)隊(duì)終于做出第一批小樣件，顯示出邊打印邊鍛打的可行性。

2016年，第一臺(tái)可用的設(shè)備問世，2018年通過工信部鑒定，九位院士一致認(rèn)為這是國際首創(chuàng)、國際領(lǐng)先的技術(shù)。

消息一出，國外航空航天企業(yè)坐不住了，紛紛上門求購。

據(jù)網(wǎng)上傳聞，美國企業(yè)三次來武漢出價(jià)從8億元到30多億元不等，但張海鷗一句話都沒賣。

2020年8月，商務(wù)部和科技部將鑄鍛銑一體化金屬3D打印關(guān)鍵技術(shù)列入禁止出口目錄，編號(hào)183506X，2023年再次修訂目錄，控制要點(diǎn)更加嚴(yán)格。

從最初的失敗探索到今天成為國家戰(zhàn)略性核心技術(shù)，這二十多年的堅(jiān)持和創(chuàng)新，讓中國在航空航天制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了真正的自主可控。

航空航天命脈

這項(xiàng)技術(shù)的重要性遠(yuǎn)不亞于光刻機(jī)。光刻機(jī)卡的是芯片產(chǎn)業(yè)，中國的鑄鍛銑一體化技術(shù)卡的是航空航天、兵器和核電核心部件。

過去大型鈦合金承力件制造全球僅有少數(shù)幾家能夠做到，美國、俄羅斯長期壟斷大鍛模，中國曾經(jīng)不得不依賴進(jìn)口。

如今，中國可以隨意打印任何尺寸和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零件，內(nèi)部設(shè)計(jì)自由度極高，性能穩(wěn)定性也更好。

這種自主制造能力讓中國在軍用和民用航空航天裝備領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)徹底翻身。

目前國內(nèi)已經(jīng)量產(chǎn)交付五百多臺(tái)套設(shè)備，最大成型尺寸達(dá)到12米×4米×3米，新一代超大設(shè)備，已經(jīng)用于重型運(yùn)載火箭整體箭體結(jié)構(gòu)段的打印。

技術(shù)還在不斷升級(jí)，從鈦合金擴(kuò)展到高溫合金、鋁合金、鋼、鎂合金，打印速度、精度和尺寸持續(xù)提升。

國外仍在沿用激光選區(qū)熔化的傳統(tǒng)路線，完全沒有意識(shí)到，將鍛造精華直接嵌入打印過程的革命性思路。

這意味著中國在未來新飛機(jī)、新火箭以及核電裝備的性能提升上，將擁有堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐，任何外部壓力和制裁都無法阻擋。

這也是國家嚴(yán)格保護(hù)該技術(shù)的原因，核心技術(shù)掌握在自己手里才是真正的底氣。

隨著技術(shù)的持續(xù)迭代，中國在航空航天制造領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)只會(huì)越來越大，美國再有錢也買不到，更無法追趕。

未來，新一代飛機(jī)、火箭、核電設(shè)備的性能提升，很大程度上都要依賴這項(xiàng)技術(shù)的支撐。

相比光刻機(jī)還在追趕，中國在這塊核心技術(shù)上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)領(lǐng)先，手握底牌、獨(dú)立自主，這才是真正的國家硬實(shí)力。

鑄鍛銑一體化金屬3D打印，不僅讓中國裝備制造走上新高度，也讓世界見識(shí)到科技自主的力量。

結(jié)語

在追求自主科技的道路上，中國不斷打破國外壟斷，鑄鍛銑一體化金屬3D打印是最生動(dòng)的例子。

這項(xiàng)技術(shù)不僅解決了大型鈦合金零件制造的瓶頸，更讓中國在航空航天、兵器和核電裝備上掌握主動(dòng)權(quán)。

美國多次高價(jià)求購遭拒，證明其戰(zhàn)略價(jià)值不可估量。