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。
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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。
要搞明白這技術為啥讓美國如此上心,首先得說說傳統高端制造有多憋屈。
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就拿飛機制造來說,機身的“骨架”承力框、起落架這些關鍵部件,以前都是西方的天下,制造流程繁瑣到讓人頭疼:先把金屬熔化成鋼水澆鑄成型,再加熱鍛造,之后還要經過回火、粗加工、精加工等一系列工序,不僅需要好幾臺大型設備配合,還特別浪費材料。
有數據顯示,傳統工藝制造一個飛機承力框,耗材得按噸算,材料利用率只有10%,剩下的90%全成了廢料,而且生產周期長達好幾個月,成本高得離譜。
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更要命的是,常規的金屬3D打印技術雖然能簡化流程,但因為少了鍛造環節,打印出來的零件全是“疏松體質”,里面全是氣孔、裂縫,根本達不到航空航天這些高端領域的安全要求,只能用來做模型展示,沒法真正商用。
而張海鷗教授團隊的鑄鍛銑一體化技術,直接把這些難題一鍋端了。簡單說,這技術就像一個“三合一超級廚房”,把鑄造、鍛造、銑削這三個制造環節揉到了一臺設備上,實現了“邊堆金屬、邊捶打、邊成形”的操作。
就像咱們揉面團一樣,越揉越勁道,打印出來的零件密度高、強度足,比傳統鍛造的零件還結實耐用。
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更關鍵的是,它的效率和成本優勢直接碾壓傳統工藝:制造同一個飛機承力框,原材料只需要以前的1/10,材料利用率飆升到80%,生產周期從好幾個月縮短到一周,以前需要8萬噸力才能完成的鍛造動作,現在用不到原來八萬分之一的力就能搞定。
經過上千次試驗,團隊終于攻克了工藝、溫控和變形這些核心難題,打印出來的零件強度遠超傳統鍛件。
現在他們已經能打印出5米長的大型構件,小到飛機外掛掛鉤,大到航空發動機高溫合金機匣、鈦合金葉輪,甚至是海洋深潛器、核電用鋼這些高端裝備的關鍵部件,都能精準“打印”出來。
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更值得驕傲的是,2018年他們研發出了世界首臺具有自主知識產權的“鑄鍛銑一體化”3D打印工業母機,打印出了世界上第一個3D打印鍛件,直接顛覆了西方引領百年的“鑄鍛銑分離”制造模式,讓咱們國家的3D打印技術從“跟跑”變成了“領跑”。
現在這技術已經成功為C919大飛機打印出了高強鋁合金承力框,通過了多層級專家驗收,未來很快就能真正應用在大飛機上,徹底把這部分關鍵零部件的制造權牢牢攥在自己手里。
這樣的顛覆性技術,自然逃不過全球制造業巨頭的眼睛,其中最著急的就是美國。要知道,航空航天產業是美國的核心優勢領域,而鑄鍛銑一體化技術正好戳中了他們的痛點——既能大幅降低高端零件的制造成本,又能縮短生產周期,還能突破不少傳統工藝的制造瓶頸。
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尤其是美國的航空發動機巨頭通用電氣,早就盯著這技術不放了,畢竟他們生產發動機的高溫合金零件,一直受限于傳統工藝,成品率低、成本高。
為了拿到這項技術,美國先后三次帶著重金上門求購,開出的條件一次比一次優厚。
第一次是派人上門洽談合作,提出聯合研發,承諾投入巨額資金;第二次直接拋出收購方案,想把整個技術團隊和核心設備都打包帶走;第三次更是開出了天價,試圖用金錢砸開缺口。
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但面對美國的糖衣炮彈,張海鷗團隊和咱們國家的態度始終如一:直接拒絕。
這技術可不是普通的商業技術,而是關系到國家航空航天、國防安全的戰略核心技術。
一旦賣給美國,不僅會讓他們在高端制造領域繼續保持壟斷優勢,還會反過來卡咱們自己的脖子。就像之前美國對咱們封鎖光刻機技術一樣,核心技術只有握在自己手里才踏實。
而且張海鷗團隊研發這項技術的初衷,就是為了打破西方的壟斷,讓中國的高端裝備能用上自己制造的零件,怎么可能再把這份辛苦得來的成果拱手讓人?
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有業內人士透露,美國之所以這么著急,是因為他們自己在類似技術上一直沒有突破,眼看著中國在高端制造領域實現彎道超車,他們擔心自己的產業優勢會逐漸喪失。
更有意思的是,在求購被拒后,美國還試圖通過其他渠道打探技術細節,甚至想挖走團隊的核心成員,但都被一一識破,最后只能無功而返。
面對美國的持續糾纏,咱們國家直接亮出了底牌——2020年,鑄鍛銑一體化3D打印技術被正式列入《中國禁止出口限制出口技術目錄》,明確規定未經許可,任何單位和個人都不能將這項技術出口海外。
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這一舉措直接斷了美國的所有念想,也向全球釋放了一個明確的信號:中國的核心技術,絕不會成為別人卡我們脖子的工具,更不會輕易外流。
可能有人會覺得,這么做會不會影響國際合作?其實完全不用擔心。就在美國求購被拒的同時,歐洲空中客車公司主動找上門來,和張海鷗團隊簽署了科研合作協議,希望借助這項技術研發航空領域的高端金屬鍛件。
這說明真正的國際合作,是建立在平等互利的基礎上的,而不是像美國那樣試圖通過收購、壟斷來獲取技術。
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張海鷗教授也明確表示,我們歡迎正當的技術合作,但前提是必須尊重中國的技術主權,不能損害我們國家的利益。
更重要的是,這項技術的成功和禁運,背后是中國制造業從“大”到“強”的底氣體現。以前咱們在高端制造領域,總是被西方牽著鼻子走,很多關鍵技術和設備都依賴進口,別人說漲價就漲價,說封鎖就封鎖。
但這些年,咱們的科研工作者臥薪嘗膽,在不少領域實現了突破。就像鑄鍛銑一體化技術,從2009年張海鷗教授和妻子王桂蘭提出構想開始,團隊經歷了無數次失敗,實驗室里放著行軍床,累了就躺一會兒,學生們四班倒,兩位教授卻始終堅守在一線。
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整整十幾年的時間,他們在漏雨滲水的實驗室里反復試驗,在一次次爭吵和調整中找到突破方向,最終才實現了這項顛覆性的創新。
現在,這項技術已經開始在多個領域落地應用,未來有望形成千億級的產業規模,不僅能讓中國的高端裝備制造業更有競爭力,還能帶動整個產業鏈的升級。
而美國之所以被卡脖子,本質上是因為他們習慣了用技術壟斷來維持霸權,卻沒想到中國已經在關鍵領域實現了反超。以前是我們擔心被卡脖子,現在輪到美國體會這種滋味了。
說到底,鑄鍛銑一體化技術的禁止出口和美國三次求購被拒,給我們提了個醒:核心技術從來都買不來、討不來,只能靠自己研發。
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只有把關鍵技術牢牢掌握在自己手里,才能在國際競爭中占據主動,才能真正實現制造業的自主可控。
參考資料:
顛覆西方傳統模式!我國首創的這項技術,連美國都來重金求購——澎湃新聞
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