說起卡脖子技術,很多人第一反應都是光刻機、航空發動機和芯片,好像科技的頂端就只有這些。
但實際上,中國手里還有一項低調卻關鍵的王牌技術,讓美國都坐立不安,那就是華中科技大學張海鷗教授團隊的鑄鍛銑一體化金屬3D打印技術。
它能徹底改變飛機和火箭等裝備的制造方式,把曾被國外壟斷的關鍵零部件牢牢掌握在中國手里。
美國三次高價求購都被拒,技術還被列入禁止出口清單。
這項技術到底有多厲害?
![]()
鑄鍛銑一體化打印
傳統制造大飛機、火箭的鈦合金零件,是一個復雜又耗時的過程。
先得鑄坯,然后開坯鍛造,再經過多次熱處理,最后上五軸機床精銑加工。
整個流程十幾道工序,材料利用率不到十分之一,零件動輒幾百萬上千萬,周期按月計算,廢品率高得讓人心驚。
這樣的生產方式不僅成本高昂,而且效率極低,難以滿足現代航空航天裝備快速迭代的需求。
![]()
張海鷗教授團隊的鑄鍛銑一體化金屬3D打印技術,徹底顛覆了這種模式。
技術的核心是將鑄、鍛、銑三道工序整合在同一臺設備上完成,邊打印邊用高頻小錘沖擊剛熔化的金屬液,使晶粒直接被打到微米級,氣孔和裂紋幾乎消失,打印出的零件強度和韌性相當甚至優于傳統鍛件。
這意味著過去需要十幾道工序的零件,現在可以在一臺設備上一次成型完成。
![]()
成本方面更驚人,傳統工藝依賴進口激光器燒昂貴粉末,而張海鷗團隊用國產電弧作為熱源,普通焊絲作為原料,成本直接降到原來的幾十分之一。
一臺設備就能頂過去整條傳統鍛造生產線,占地小、能耗低、不需要干臟活累活。
這項技術可以打印出內部帶復雜冷卻通道和格構輕量化結構的零件,這是傳統鍛造根本無法實現的。
![]()
殲-20的鈦合金大隔框、長征火箭的儲箱大環件、C919的主起落架支柱以及衛星上的大型支架,現在全都用這套技術批量生產。
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。
技術的靈活性和高性能優勢,使得中國在大型鈦合金零件制造上徹底實現自主可控。
![]()
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。
早期團隊嘗試用激光熔粉末打印,但打印出來的零件強度低、廢品率高,成果幾乎是廢鐵一堆。
面對挫折,他并沒有放棄,而是突發奇想,嘗試將鍛造的核心精華直接融合到打印過程中。
2009年,國家數控機床重大專項啟動,他決定全力投入,將所有精力傾注到這項技術上。
![]()
張海鷗與妻子王桂蘭及學生們共同攻關,經歷了十幾年無數失敗和調試。
2013年,團隊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,第一臺可用的設備問世,2018年通過工信部鑒定,九位院士一致認為這是國際首創、國際領先的技術。
消息一出,國外航空航天企業坐不住了,紛紛上門求購。
![]()
據網上傳聞,美國企業三次來武漢出價從8億元到30多億元不等,但張海鷗一句話都沒賣。
2020年8月,商務部和科技部將鑄鍛銑一體化金屬3D打印關鍵技術列入禁止出口目錄,編號183506X,2023年再次修訂目錄,控制要點更加嚴格。
從最初的失敗探索到今天成為國家戰略性核心技術,這二十多年的堅持和創新,讓中國在航空航天制造領域實現了真正的自主可控。
![]()
航空航天命脈
這項技術的重要性遠不亞于光刻機。光刻機卡的是芯片產業,中國的鑄鍛銑一體化技術卡的是航空航天、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幾家能夠做到,美國、俄羅斯長期壟斷大鍛模,中國曾經不得不依賴進口。
如今,中國可以隨意打印任何尺寸和復雜結構的零件,內部設計自由度極高,性能穩定性也更好。
這種自主制造能力讓中國在軍用和民用航空航天裝備領域實現徹底翻身。
![]()
目前國內已經量產交付五百多臺套設備,最大成型尺寸達到12米×4米×3米,新一代超大設備,已經用于重型運載火箭整體箭體結構段的打印。
技術還在不斷升級,從鈦合金擴展到高溫合金、鋁合金、鋼、鎂合金,打印速度、精度和尺寸持續提升。
國外仍在沿用激光選區熔化的傳統路線,完全沒有意識到,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、新火箭以及核電裝備的性能提升上,將擁有堅實的技術支撐,任何外部壓力和制裁都無法阻擋。
這也是國家嚴格保護該技術的原因,核心技術掌握在自己手里才是真正的底氣。
隨著技術的持續迭代,中國在航空航天制造領域的領先優勢只會越來越大,美國再有錢也買不到,更無法追趕。
![]()
未來,新一代飛機、火箭、核電設備的性能提升,很大程度上都要依賴這項技術的支撐。
相比光刻機還在追趕,中國在這塊核心技術上已經實現領先,手握底牌、獨立自主,這才是真正的國家硬實力。
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,也讓世界見識到科技自主的力量。
![]()
結語
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打印是最生動的例子。
這項技術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權。
美國多次高價求購遭拒,證明其戰略價值不可估量。
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.