文 | 青茶

前言

说起卡脖子技术，很多人第一反应都是光刻机、航空发动机和芯片，好像科技的顶端就只有这些。

但实际上，中国手里还有一项低调却关键的王牌技术，让美国都坐立不安，那就是华中科技大学张海鸥教授团队的铸锻铣一体化金属3D打印技术。

它能彻底改变飞机和火箭等装备的制造方式，把曾被国外垄断的关键零部件牢牢掌握在中国手里。

美国三次高价求购都被拒，技术还被列入禁止出口清单。

这项技术到底有多厉害？

铸锻铣一体化打印

传统制造大飞机、火箭的钛合金零件，是一个复杂又耗时的过程。

先得铸坯，然后开坯锻造，再经过多次热处理，最后上五轴机床精铣加工。

整个流程十几道工序，材料利用率不到十分之一，零件动辄几百万上千万，周期按月计算，废品率高得让人心惊。

这样的生产方式不仅成本高昂，而且效率极低，难以满足现代航空航天装备快速迭代的需求。

张海鸥教授团队的铸锻铣一体化金属3D打印技术，彻底颠覆了这种模式。

技术的核心是将铸、锻、铣三道工序整合在同一台设备上完成，边打印边用高频小锤冲击刚熔化的金属液，使晶粒直接被打到微米级，气孔和裂纹几乎消失，打印出的零件强度和韧性相当甚至优于传统锻件。

这意味着过去需要十几道工序的零件，现在可以在一台设备上一次成型完成。

成本方面更惊人，传统工艺依赖进口激光器烧昂贵粉末，而张海鸥团队用国产电弧作为热源，普通焊丝作为原料，成本直接降到原来的几十分之一。

一台设备就能顶过去整条传统锻造生产线，占地小、能耗低、不需要干脏活累活。

这项技术可以打印出内部带复杂冷却通道和格构轻量化结构的零件，这是传统锻造根本无法实现的。

歼-20的钛合金大隔框、长征火箭的储箱大环件、C919的主起落架支柱以及卫星上的大型支架，现在全都用这套技术批量生产。

国外虽然也在做金属3D打印，但大多还是打印后再锻造，两步走，性能比中国差上两代。

技术的灵活性和高性能优势，使得中国在大型钛合金零件制造上彻底实现自主可控。

二十年磨一剑

张海鸥教授从1995年开始就投身金属3D打印研究。

早期团队尝试用激光熔粉末打印，但打印出来的零件强度低、废品率高，成果几乎是废铁一堆。

面对挫折，他并没有放弃，而是突发奇想，尝试将锻造的核心精华直接融合到打印过程中。

2009年，国家数控机床重大专项启动，他决定全力投入，将所有精力倾注到这项技术上。

张海鸥与妻子王桂兰及学生们共同攻关，经历了十几年无数失败和调试。

2013年，团队终于做出第一批小样件，显示出边打印边锻打的可行性。

2016年，第一台可用的设备问世，2018年通过工信部鉴定，九位院士一致认为这是国际首创、国际领先的技术。

消息一出，国外航空航天企业坐不住了，纷纷上门求购。

据网上传闻，美国企业三次来武汉出价从8亿元到30多亿元不等，但张海鸥一句话都没卖。

2020年8月，商务部和科技部将铸锻铣一体化金属3D打印关键技术列入禁止出口目录，编号183506X，2023年再次修订目录，控制要点更加严格。

从最初的失败探索到今天成为国家战略性核心技术，这二十多年的坚持和创新，让中国在航空航天制造领域实现了真正的自主可控。

航空航天命脉

这项技术的重要性远不亚于光刻机。光刻机卡的是芯片产业，中国的铸锻铣一体化技术卡的是航空航天、兵器和核电核心部件。

过去大型钛合金承力件制造全球仅有少数几家能够做到，美国、俄罗斯长期垄断大锻模，中国曾经不得不依赖进口。

如今，中国可以随意打印任何尺寸和复杂结构的零件，内部设计自由度极高，性能稳定性也更好。

这种自主制造能力让中国在军用和民用航空航天装备领域实现彻底翻身。

目前国内已经量产交付五百多台套设备，最大成型尺寸达到12米×4米×3米，新一代超大设备，已经用于重型运载火箭整体箭体结构段的打印。

技术还在不断升级，从钛合金扩展到高温合金、铝合金、钢、镁合金，打印速度、精度和尺寸持续提升。

国外仍在沿用激光选区熔化的传统路线，完全没有意识到，将锻造精华直接嵌入打印过程的革命性思路。

这意味着中国在未来新飞机、新火箭以及核电装备的性能提升上，将拥有坚实的技术支撑，任何外部压力和制裁都无法阻挡。

这也是国家严格保护该技术的原因，核心技术掌握在自己手里才是真正的底气。

随着技术的持续迭代，中国在航空航天制造领域的领先优势只会越来越大，美国再有钱也买不到，更无法追赶。

未来，新一代飞机、火箭、核电设备的性能提升，很大程度上都要依赖这项技术的支撑。

相比光刻机还在追赶，中国在这块核心技术上已经实现领先，手握底牌、独立自主，这才是真正的国家硬实力。

铸锻铣一体化金属3D打印，不仅让中国装备制造走上新高度，也让世界见识到科技自主的力量。

结语

在追求自主科技的道路上，中国不断打破国外垄断，铸锻铣一体化金属3D打印是最生动的例子。

这项技术不仅解决了大型钛合金零件制造的瓶颈，更让中国在航空航天、兵器和核电装备上掌握主动权。

美国多次高价求购遭拒，证明其战略价值不可估量。