在如今全球飞速发展的时代,若想成为一个强国,除了强大的军事力量之外,科学技术也成为了必不可少的核心力量。俗话说:“落后就要挨打”,这不仅是一个警示,更是最直白的现实写照。正因为如此,无论是历史上的动荡岁月,还是今天的盛世太平,背后都有无数科研人员默默付出的智慧与力量。
提到张海鸥教授,很多人可能感到陌生。然而,这位低调的教授,却是我国“金属3D打印”技术领域的领军人物。2020年8月,中国商务部和科技部共同发布的《中国禁止出口限制出口技术目录》中就列入了“铸锻铣一体化金属3D打印技术”,这足以证明这一技术对国家发展的重要性。那么,这项不亚于光刻机的技术到底有何独特之处呢?
尽管“3D打印”这个概念近年来才广为人知,但早在1986年,3D打印技术就已经在美国科学家查克·赫尔的推动下诞生了。3D打印,简单来说,是一种基于数字模型,通过逐层堆积粉末状金属、塑料等材料来实现物体成型的技术。最早发布商业3D打印机的美国ZCorp公司,在2005年推出了高清晰彩色3D打印机SpectrumZ510,这项技术一度领先全球,并广泛应用于多个领域。不过,由于美国的技术封锁,这些技术并未公开传播。
到了2010年11月,美国再次全球领先,制造出了全球首辆由3D打印构成的汽车——Urbee。次年,美国又推出了全球首款3D打印比基尼。紧接着,2011年,英国不甘示弱,研发出了世界首台3D巧克力打印机,并迅速取得了进展。同年8月,英国南安普敦大学的工程师们成功打印出了全球首架3D打印飞机。到了2012年,苏格兰科学家成功打印出了人体肝脏组织。至此,美国和英国在3D打印领域依然处于领先地位。
但到了2018年,俄罗斯突破了技术瓶颈,成功在零重力环境下使用3D打印技术打印了实验鼠的甲状腺。2019年4月,以色列的研究人员更是利用病人的自身组织打印出了全球首颗拥有细胞、血管、心室和心房的3D打印心脏。可以想象,随着3D打印技术的不断发展,未来它将像中国神话故事《神笔马良》中的“神笔”一样,广泛应用于民生、军事、医疗等多个领域,具有极高的价值。
然而,令人注意的是,在全球3D打印技术的发展历史中,似乎并没有我国的身影。然而,这并不妨碍我国后来者居上的崛起。在诸多国家的技术封锁下,我国要在3D打印领域取得突破,难度可想而知。然而,正如一句话所说,“困难是弹簧,你弱它就强”,越是困难,越能激发出国人迎难而上的斗志。张海鸥教授,作为金属与FGM零件增材制造、新材料制备加工等领域的专家,带领他的团队,经过12年的努力,最终成功攻克技术难关,使我国在3D打印技术上实现了“弯道超车”。
2012年,张海鸥教授团队成功发明了金属3D打印技术中的“智能微铸锻铣技术”,即在3D打印过程中同步复合锻打技术,并将其成功应用于实际设备中。到了2016年,教授团队研发出世界上最大锻件(16㎡)的3D打印设备,成功打印出了全球首批可以实际应用的3D金属打印锻件。这一突破不仅解决了3D打印技术在实际应用中常遇到的瓶颈,也标志着传统制造业的巨大变革。
这项技术的出现改变了原本只能通过3D打印制造简单物件的局面。传统的3D打印技术,犹如一位只能炒菜的厨师,而智能微铸锻铣技术则能在短时间内做出一桌盛宴的超级大厨。曾经3D打印无法满足的锻件制造难题,终于得到了张海鸥教授团队的成功解决。
在这项技术推出之前,我国在高端制造领域,特别是在高端数控机床方面,长期受到国际巨头的技术封锁。2018年数据显示,我国94%的高端数控机床依赖进口,而这些进口设备背后,美国等国对我国的技术封锁令人深感无奈。若我国能够掌握这一技术,将大大加快在高端制造领域的突破,从而提升我国制造业的整体水平。张海鸥教授团队的这项技术,便为我国制造业发展注入了强大动力。
与传统3D金属打印技术不同,铸锻铣一体化3D打印技术具有极强的实用性。许多过去难以通过3D打印制造的精密零件,现在有了更简便、快速的生产方法。而且,这项技术结合了超细等轴晶工艺,能够大大提高产品的合格率。更高的韧性、耐磨性和延展性使得这些打印出来的零件在使用中更加耐用,尤其在军事、航空等重要领域,其优势更加明显。
从铁路关键部件到大型飞机的承力件,再到火箭和航空发动机的重要部件,原本耗时且资源密集的制造过程,借助这项技术得到了极大优化。正因为这项技术的高效性和实用性,美国曾三次向我国采购该项技术所生产的3D打印设备。然而,这次他们的算盘并未得逞。张海鸥教授拒绝了美国的要求,坚定地维护了我国的技术自主权。
我国在3D打印领域的突破,已被称为“中国机床之光”,它的影响力不亚于被誉为“半导体工业皇冠上的明珠”的光刻机。美国的航空发动机制造商为获取这项技术不惜重金上门求购,却被张海鸥教授一一拒绝。这不仅是对我国制造业自主创新的肯定,也为我国在国际舞台上赢得了更加坚定的技术自主权。
随着这一技术的进一步成熟与应用,我国制造业在全球竞争中逐步占据了有利地位,进一步缩短了与发达国家之间的差距。而张海鸥教授与他的团队,正是这场技术革命的先锋,为国家的强大贡献了他们的智慧与力量。