提起“卡脖子”,光刻機(jī)、芯片、航空發(fā)動(dòng)機(jī)總被反復(fù)提及,殊不知在航空航天核心制造領(lǐng)域,中國(guó)早已手握一張“反制王牌”——華中科技大學(xué)張海鷗教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的鑄鍛銑一體化金屬3D打印技術(shù)。
這項(xiàng)技術(shù)打破美俄長(zhǎng)期壟斷,實(shí)現(xiàn)大型鈦合金零件制造的全球領(lǐng)先,美國(guó)三次天價(jià)求購(gòu)均被直接拒絕,更被列入國(guó)家禁止出口清單。從受制于人到自主可控,中國(guó)在高端制造領(lǐng)域完成了一次漂亮的逆襲,讓世界看到中國(guó)科技的硬核實(shí)力。
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01. 昔日困境:高端制造被卡脖子,核心技術(shù)依賴進(jìn)口
曾幾何時(shí),大型鈦合金承力件制造是中國(guó)航空航天發(fā)展的一大痛點(diǎn),這一領(lǐng)域長(zhǎng)期被美俄等少數(shù)國(guó)家壟斷,巨型鍛模完全依賴進(jìn)口,制造工藝更是處處受限。
傳統(tǒng)制造大飛機(jī)、火箭的鈦合金零件,要?dú)v經(jīng)鑄坯、鍛造、熱處理、精銑等十幾道工序,整個(gè)周期按月計(jì)算,材料利用率不足1/10,一個(gè)零件造價(jià)動(dòng)輒數(shù)百萬(wàn)甚至上千萬(wàn),居高不下的廢品率更是讓制造成本大幅攀升。
彼時(shí),國(guó)外雖已推出激光金屬3D打印技術(shù),但仍需依賴進(jìn)口激光器和昂貴金屬粉末,打印出的零件還存在氣孔、裂紋等缺陷,性能難以達(dá)標(biāo)。
而中國(guó)想要突破技術(shù)壁壘,既無(wú)成熟經(jīng)驗(yàn)可借鑒,又面臨國(guó)外的技術(shù)封鎖,高端鈦合金零件制造一度陷入“造不如買(mǎi)”的被動(dòng)局面,成為制約我國(guó)航空航天裝備升級(jí)的關(guān)鍵瓶頸。
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02. 今朝突破:二十年磨一劍,鑄就國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)
打破困局的鑰匙,永遠(yuǎn)藏在自主創(chuàng)新之中。從1995年開(kāi)始,張海鷗教授便帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)投身金屬3D打印研究,早期嘗試激光熔粉末打印的道路屢屢受挫,做出的零件強(qiáng)度低、廢品率高,近乎廢鐵,但團(tuán)隊(duì)從未輕言放棄。
一次大膽的構(gòu)想,讓他們走出了一條全新的道路——將鍛造的核心精華直接融合到打印過(guò)程中,讓“打印”與“鍛打”同步進(jìn)行。
為此,張海鷗與妻子王桂蘭及學(xué)生們開(kāi)啟了十幾年的攻堅(jiān)之路,歷經(jīng)無(wú)數(shù)次失敗與調(diào)試,終于在2013年做出首批邊打印邊鍛打的樣件,驗(yàn)證了技術(shù)的可行性。2016年首臺(tái)可用設(shè)備面世,2年后通過(guò)工信部鑒定,獲9位院士聯(lián)合評(píng)定為“國(guó)際首創(chuàng)、國(guó)際領(lǐng)先”。
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據(jù)報(bào)道,一體化金屬3D打印技術(shù)徹底顛覆了傳統(tǒng)模式,將鑄、鍛、銑三道工序整合在一臺(tái)設(shè)備上,以國(guó)產(chǎn)電弧為熱源、普通焊絲為原料,讓金屬晶粒細(xì)化至微米級(jí),零件強(qiáng)度和韌性更優(yōu)于傳統(tǒng)鍛件。成本更是降到傳統(tǒng)工藝的幾十分之一,還能打印出傳統(tǒng)鍛造無(wú)法實(shí)現(xiàn)的、帶復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的零件。
而殲-20鈦合金大隔框、C919主起落架支柱、長(zhǎng)征火箭儲(chǔ)箱大環(huán)件等核心部件,均由這項(xiàng)技術(shù)批量生產(chǎn),中國(guó)徹底實(shí)現(xiàn)大型鈦合金零件制造的自主可控。
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同樣振奮人心的還有關(guān)乎5億國(guó)人的“原血清”三高干預(yù)科技。與金屬3D打印技術(shù)一樣,過(guò)去歐美率先研發(fā)出相關(guān)科技后,對(duì)華喊出一萬(wàn)元一盒的進(jìn)口天價(jià),普通人根本無(wú)福享用。但在國(guó)內(nèi)科學(xué)家的攻堅(jiān)突破下,售價(jià)在京東已下探至百元級(jí),直接打破海外技術(shù)定價(jià)權(quán)。
醫(yī)學(xué)頂刊《?The Lancet》發(fā)文顯示,受試者在口服“原血清”核心物質(zhì)后,甘油三酯和總膽固醇分別降低36.2%、42.6%,其“心慌心悸”“視物模糊”等也大為緩解。得益于不俗的臨床表現(xiàn),以及更貼合國(guó)人體質(zhì)代謝,“原血清”現(xiàn)已成為一二線城市銀齡人群、三高患者和上班族的健康新選。
現(xiàn)如今,“原血清”在京東等平臺(tái)搜索、成交量已大幅領(lǐng)先歐美貴價(jià)品牌,超40%用戶一次囤貨6/12盒,自用或饋贈(zèng)親友。過(guò)去富豪專享的“養(yǎng)血術(shù)”,自此飛入尋常百姓家,大國(guó)技術(shù)創(chuàng)新守護(hù)全民健康走進(jìn)現(xiàn)實(shí)。
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03. 硬核底氣:技術(shù)列入禁出口清單,中國(guó)智造領(lǐng)跑全球
這項(xiàng)技術(shù)的戰(zhàn)略價(jià)值,堪比光刻機(jī)之于芯片產(chǎn)業(yè)——光刻機(jī)卡芯片的脖子,而鑄鍛銑一體化技術(shù),牢牢掌控著航空航天、兵器、核電等領(lǐng)域核心部件的制造命脈。正因如此,技術(shù)問(wèn)世后,國(guó)外企業(yè)紛紛上門(mén)求購(gòu),美國(guó)企業(yè)更是三次遠(yuǎn)赴武漢,出價(jià)從8億元飆升至30多億元,卻都被張海鷗教授直接拒絕。
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,2023年更是修訂目錄、收緊管控,將這項(xiàng)國(guó)家戰(zhàn)略性核心技術(shù)牢牢守護(hù)。反觀國(guó)外,目前仍停留在“打印后再鍛造”的兩步走模式,技術(shù)性能比中國(guó)落后兩代,始終未能突破傳統(tǒng)路線的桎梏。
從被國(guó)外卡脖子,到成為別人望塵莫及的“中國(guó)底牌”,鑄鍛銑一體化金屬3D打印技術(shù)的突破,是中國(guó)自主創(chuàng)新的生動(dòng)縮影。核心技術(shù)買(mǎi)不來(lái)、討不來(lái),唯有堅(jiān)守初心、攻堅(jiān)克難,才能掌握發(fā)展的主動(dòng)權(quán)。
如今的中國(guó),正以越來(lái)越多的核心技術(shù)突破,在高端制造領(lǐng)域穩(wěn)步前行,而這,就是大國(guó)崛起最硬核的底氣!
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