說(shuō)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(guó)手里還有一項(xiàng)低調(diào)卻關(guān)鍵的王牌技術(shù)，讓美國(guó)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(guó)外壟斷的關(guān)鍵零部件牢牢掌握在中國(guó)手里。

美國(guó)三次高價(jià)求購(gòu)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？

如果只看那份由中國(guó)商務(wù)部和科技部聯(lián)合公布的《禁止出口限制出口技術(shù)目錄》，大多數(shù)人很難意識(shí)到其中到底藏著什么分量。

目錄里密密麻麻的條目、專(zhuān)業(yè)又拗口的表述，很容易讓外行人直接翻頁(yè)略過(guò)，但在這份名單中，有一個(gè)不起眼的編號(hào)——183506X。

對(duì)普通人來(lái)說(shuō)，它不過(guò)是一串毫無(wú)溫度的數(shù)字字母組合，可對(duì)全球航空航天和高端制造領(lǐng)域的頂級(jí)企業(yè)而言，這串編號(hào)背后，幾乎等同于一道徹底關(guān)死的大門(mén)。

這道門(mén)守護(hù)的，是一項(xiàng)真正改變制造規(guī)則的核心技術(shù)是鑄鍛銑一體化金屬3D打印技術(shù)。

它并不是憑空冒出來(lái)的“黑科技”，而是由華中科技大學(xué)張海鷗教授團(tuán)隊(duì)，花了二十多年時(shí)間，一點(diǎn)點(diǎn)試錯(cuò)、推翻、再重來(lái)的成果。

正是這項(xiàng)技術(shù)，讓多家國(guó)外航空航天巨頭帶著巨額資金上門(mén)，希望用錢(qián)換路，最終卻全部無(wú)功而返。

很多人在談到高端制造“卡脖子”時(shí)，第一反應(yīng)往往是光刻機(jī)、芯片、發(fā)動(dòng)機(jī)。

這些當(dāng)然重要，但如果把視角稍微換一換，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，在一些更接近物理極限、更貼近“力量底層”的制造領(lǐng)域，中國(guó)已經(jīng)不只是追趕者，而是走在了前面，而且走得很遠(yuǎn)。

要弄明白這項(xiàng)技術(shù)為什么這么關(guān)鍵，得先看看傳統(tǒng)的大型金屬構(gòu)件是怎么造出來(lái)的。

無(wú)論是大型客機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)，還是運(yùn)載火箭，它們身上都有大量體積巨大、承載極高的鈦合金結(jié)構(gòu)件，這些部件是整套裝備的骨架，一旦出問(wèn)題，后果不堪設(shè)想。

過(guò)去幾十年里，全世界基本都沿用同一套制造流程：先把金屬熔化鑄造成毛坯，再用萬(wàn)噸級(jí)甚至數(shù)萬(wàn)噸級(jí)的模鍛液壓機(jī)反復(fù)鍛造，然后進(jìn)行多輪熱處理，最后在五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床上把多余的材料一層層切掉，精加工成最終形狀。

這套流程看似成熟，實(shí)際上代價(jià)極高，工序多、周期長(zhǎng)，一個(gè)大型鈦合金件往往要幾個(gè)月才能完成。

更夸張的是材料浪費(fèi)：為了得到最終那一塊合格零件，原始材料利用率往往不到10%，也就是說(shuō)，九成以上的高價(jià)值鈦合金最終都變成了廢屑。

零件價(jià)格動(dòng)輒上百萬(wàn)、上千萬(wàn)，其中相當(dāng)一部分，買(mǎi)的并不是性能，而是低效工藝帶來(lái)的浪費(fèi)。

張海鷗團(tuán)隊(duì)做的事情，本質(zhì)上就是對(duì)這套“老劇本”動(dòng)了刀。

他們并不是簡(jiǎn)單地把傳統(tǒng)工藝換成3D打印那種“堆材料”的加法制造，而是直接把鑄造、鍛造和銑削三種原本分散在不同工序里的過(guò)程，壓縮到一臺(tái)設(shè)備、一個(gè)連續(xù)流程中完成。

在他們的實(shí)驗(yàn)室里，你能看到一種很不一樣的制造場(chǎng)景：設(shè)備一邊通過(guò)高溫金屬液進(jìn)行逐層沉積成型，一邊在金屬尚未完全冷卻時(shí)，用高頻鍛打裝置進(jìn)行連續(xù)擊打，這種擊打頻率極高，幾乎是在金屬成型的同時(shí)完成鍛造。

結(jié)果就是，金屬內(nèi)部的晶粒被直接細(xì)化，原本容易出現(xiàn)的氣孔、裂紋，在形成階段就被“打沒(méi)了”，最終得到的構(gòu)件，不但沒(méi)有傳統(tǒng)鑄造的缺陷，綜合力學(xué)性能甚至超過(guò)了常規(guī)鍛件。

這就是所謂的“鑄鍛銑一體化”，過(guò)去需要十幾道工序、橫跨多個(gè)車(chē)間才能完成的工作，現(xiàn)在在一臺(tái)設(shè)備上就能連續(xù)完成。

制造周期從按月計(jì)算，直接縮短到按天計(jì)算，對(duì)高端裝備制造來(lái)說(shuō)，這種變化不是簡(jiǎn)單的效率提升，而是能力層級(jí)的躍遷。

更讓國(guó)外同行感到震撼的，是這項(xiàng)技術(shù)在成本上的“反常識(shí)”表現(xiàn)，很多國(guó)家在金屬3D打印領(lǐng)域走的是激光路線，設(shè)備昂貴、能耗極高，原材料還必須是特制金屬粉末，成本居高不下。

張海鷗團(tuán)隊(duì)卻選擇了完全不同的路徑：用國(guó)產(chǎn)電弧作為熱源，原材料直接使用常規(guī)焊絲，這一選擇，極大降低了設(shè)備和材料成本，卻在性能上實(shí)現(xiàn)了反超。

制造成本一下子降到傳統(tǒng)工藝的幾十分之一，這種幅度的下降，對(duì)任何工業(yè)體系來(lái)說(shuō)，都是顛覆性的。

技術(shù)突破帶來(lái)的直接結(jié)果，就是一系列關(guān)鍵裝備的“換骨”，殲-20戰(zhàn)機(jī)內(nèi)部的大型鈦合金隔框、C919客機(jī)的主起落架支柱、長(zhǎng)征系列火箭的貯箱環(huán)件、衛(wèi)星上的復(fù)雜承力支架，都已經(jīng)開(kāi)始采用這種一體化打印方式。

對(duì)于航空航天裝備來(lái)說(shuō)，這不僅意味著更快的交付和更低的成本，還意味著前所未有的設(shè)計(jì)自由度。

傳統(tǒng)鍛造受限于模具，形狀復(fù)雜度有限；而3D打印幾乎不受幾何約束，零件內(nèi)部可以直接設(shè)計(jì)復(fù)雜的空腔、冷卻通道和輕量化結(jié)構(gòu)，在保證強(qiáng)度的同時(shí)大幅減重。

對(duì)戰(zhàn)機(jī)來(lái)說(shuō)，減重幾百公斤，可能就意味著航程增加、載彈量提升或者機(jī)動(dòng)性能改善，更關(guān)鍵的是，這種能力不是“能不能造”，而是“想怎么造就怎么造”，而在這條技術(shù)路線上的積累，中國(guó)已經(jīng)領(lǐng)先國(guó)外至少一到兩代。

但這項(xiàng)技術(shù)并不是一蹴而就的，時(shí)間撥回到上世紀(jì)90年代中期，張海鷗剛接觸金屬3D打印時(shí)，國(guó)內(nèi)幾乎沒(méi)有可參考的成熟經(jīng)驗(yàn)。

團(tuán)隊(duì)最初也嘗試過(guò)激光熔覆，但打印出來(lái)的樣件雖然外形合格，內(nèi)部性能卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到要求，很多試件一用力就斷，質(zhì)疑聲、失敗品、資金壓力長(zhǎng)期存在，如果在那個(gè)階段選擇放棄，后面的突破根本無(wú)從談起。

真正的轉(zhuǎn)折，來(lái)自一個(gè)看似樸素的想法：既然單純打印不夠結(jié)實(shí)，為什么不能在打印過(guò)程中加入鍛造？

其實(shí)這個(gè)念頭說(shuō)起來(lái)簡(jiǎn)單，做起來(lái)卻異常困難，從理論模型到設(shè)備結(jié)構(gòu)，再到工藝參數(shù)，每一步都需要重新摸索。

2009年，借助國(guó)家數(shù)控機(jī)床重大專(zhuān)項(xiàng)的支持，團(tuán)隊(duì)開(kāi)始系統(tǒng)攻關(guān)，張海鷗和妻子王桂蘭帶著學(xué)生們，幾乎把全部精力都投入到了實(shí)驗(yàn)室。

從最初的小尺寸驗(yàn)證件，到能夠穩(wěn)定重復(fù)的樣品，再到完整原型機(jī)問(wèn)世，這條路走了整整二十多年，2018年，這項(xiàng)技術(shù)通過(guò)工信部組織的院士鑒定，被認(rèn)定為“國(guó)際首創(chuàng)、國(guó)際領(lǐng)先”。

此后，設(shè)備開(kāi)始在國(guó)內(nèi)推廣應(yīng)用，五百多臺(tái)套設(shè)備在各類(lèi)工廠投入運(yùn)行，最大成型尺寸已經(jīng)達(dá)到12米級(jí)，能夠直接制造新一代重型火箭所需的整體結(jié)構(gòu)件。

正是因?yàn)榧夹g(shù)領(lǐng)先幅度太大，國(guó)外才真正坐不住，2018年相關(guān)信息公開(kāi)后，多家美國(guó)航空航天企業(yè)主動(dòng)上門(mén)接觸。

從最初的合作探詢(xún)，到明確提出收購(gòu)方案，報(bào)價(jià)一路飆升，據(jù)公開(kāi)信息，最高報(bào)價(jià)曾超過(guò)三十億元人民幣，對(duì)方甚至表示不要求全部知識(shí)產(chǎn)權(quán)，只希望獲得核心技術(shù)的使用權(quán)。

面對(duì)這樣的誘惑，張海鷗團(tuán)隊(duì)給出的答案非常明確：不賣(mài)，一點(diǎn)也不賣(mài)，隨后，國(guó)家層面的保護(hù)迅速跟進(jìn)。

這項(xiàng)技術(shù)被正式列入禁止出口目錄，并在后續(xù)修訂中進(jìn)一步細(xì)化控制要點(diǎn)，徹底封死了通過(guò)商業(yè)手段外流的可能。

國(guó)家之所以如此重視，并不是因?yàn)檫@是一項(xiàng)“能賺錢(qián)”的技術(shù)，而是因?yàn)樗鼪Q定了一個(gè)國(guó)家在高端裝備制造領(lǐng)域的下限和上限。

如果說(shuō)芯片決定的是信息處理能力，那么這種制造技術(shù)決定的，是能不能造出真正可靠、強(qiáng)悍的大飛機(jī)、大火箭和重型裝備，在過(guò)去，超大型鈦合金鍛件高度依賴(lài)少數(shù)國(guó)家的重型裝備能力，而現(xiàn)在規(guī)則正在被重新書(shū)寫(xiě)。

編號(hào)183506X，表面看只是目錄里的一個(gè)條目，實(shí)際上卻標(biāo)志著一種轉(zhuǎn)變：中國(guó)制造正在從學(xué)習(xí)者、追趕者，轉(zhuǎn)向規(guī)則制定者，這種轉(zhuǎn)變不是靠喊口號(hào)，而是靠幾十年在實(shí)驗(yàn)室里的耐心積累換來(lái)的。

未來(lái)，無(wú)論是新一代戰(zhàn)機(jī)、載人登月火箭，還是深空探測(cè)和重大能源裝備，這項(xiàng)技術(shù)都會(huì)是繞不開(kāi)的基礎(chǔ)能力。

光刻機(jī)的路還在追趕，但在鑄鍛銑一體化金屬3D打印這條賽道上，中國(guó)已經(jīng)站在了前列，這種“不論多少錢(qián)都不賣(mài)”的底氣，本身就是國(guó)家級(jí)硬實(shí)力最直接的體現(xiàn)。