中國3D金屬列印有多牛?美企3次求購被拒,其重要性不亞於光刻機

孤風婉史 發佈 2022-11-19T23:48:40.567926+00:00

一項技術,世界趨之若鶩,美國企業主動伸出橄欖枝,卻接連碰壁,反而「愈戰愈勇」。擁有3D金屬列印技術的中國,究竟有多牛?

一項技術,世界趨之若鶩,美國企業主動伸出橄欖枝,卻接連碰壁,反而「愈戰愈勇」。擁有3D金屬列印技術的中國,究竟有多牛?

3D發展,腳踏實地

一直以來,3D列印技術作為新時代的高科技,成為許多國家的重點發展領域。何謂3D列印?

3D列印技術,即以數字模型為根基,金屬、塑料作為材料,通過逐層列印的方式,打造3D效果。

通俗來講,3D列印技術可以根據圖紙,刻畫、打造出立體的物品,滿足人們的生產、生活需求。

與普通生產鏈相比,3D列印技術存在著眾多優勢。3D列印技術速度極快,批量生產,大大減少了人力、物力、財力的投入。

與此同時,3D列印技術不受時間、空間的制約,不斷提高生產效率。現如今,醫用面罩、口罩、護目鏡等防疫物品的流水線生產,大多依靠3D列印技術。

如此先進的3D列印技術,其正式面世前,經過了漫長的探索。

1986年,美國投入了大量的資金,生產出全新的3D印表機。2010年,美國依靠3D列印技術,生產出成品汽車,此後美國繼續挑戰輕工業領域,打造3D衣服等產品。

面對美國在3D列印技術領域的節節攀升,其他國家也產生了強烈的危機感,紛紛加大了投入力度。

2011年,英國的巧克力3D印表機橫空出世。不久後,英國甚至成功攻堅3D飛機。

更令人震驚的是,英國開始將3D列印技術應用到醫學領域,打造出人體肝臟組織。

21世紀以來,俄羅斯、以色列等國家後來居上,先後打造出人體心臟等複雜的器官。

自那時開始,英國、美國等西方資本主義國家,已經在3D列印技術領域形成了壟斷,擁有絕對的話語權。

顯而易見,在這一領域起步較慢的中國,有著極大的發展空間。美國、英國等國家,向來視中國為眼中釘、肉中刺。

是以,在3D列印技術,他們打造重重封鎖,試圖切斷中國的退路。漫長的時間內,中國的3D列印技術,處於一片空白的狀態。

幸運的是,在無數科學家的努力下,多年後,中國在3D金屬列印領域,殺出了一條血路。3D金屬列印,顧名思義,是利用3D列印技術,打造金屬零部件。

2012年,一位名叫張海鷗的專家,走進了眾人的視野。由張海鷗領銜的團隊,利用3D金屬列印技術,打造出金屬鍛件。

這種3D金屬列印技術,擁有不可比擬的優勢,是中國製造業的福音。

相較於普通金屬3D列印技術,金屬3D列印的效率大大提高。

一般而言,普通3D列印技術,大多採取雷射融化金屬粉末的方式,隨後轉移至工具機,重新列印為固體。

也就是說,西方傳統的鑄鍛銑,是分離的,需要多種機器設備、技術共同參與。在機器、技術轉移過程中,自然需要耗費漫長的時間,列印的效率大大降低。

金屬3D印表機便克服了這一困難,將所有的技術均集中於同一機器,節省時間。

在此之前,利用普通3D列印技術一個星期完成的任務,通過金屬3D印表機,三天便可以完成。

除此之外,避免零部件轉移,大大降低了能源、資源消耗,符合中國節能減排的目標。

相較於其他3D列印技術,3D金屬列印成本低。同樣可以打造零部件的數控工具機,對於儲存、運輸、安裝的要求極高,稍有不慎,便有可能導致數控工具機失靈。

然而3D金屬列印,幾乎無需維護,成本較低。

更為重要的是,3D金屬列印技術的操作簡單。即便是最簡單的零部件加工工廠,也可以大規模地應用這一技術,擴大生產,其前景遠比其他製造業技術更加光明。

與此同時,3D金屬印表機,可以將3D列印功能與其他功能完美融合。

例如,3D金屬列印將成品製造完畢後,可以對成型後的零部件進行表面拋光,使其精準度達到更高的成就。

除此之外,3D金屬列印技術還是中國高新技術領域發展的關鍵。不論是鐵路導軌等關鍵部位,亦或是飛機零部件,都離不開鍛造。

而3D金屬列印技術介入後,不僅可以大大加快生產效率,提高精準度,在強國目標上,3D金屬列印技術將成為最有效的推動力。

在美國、英國等國家對中國的圍追堵截之下,如此先進的3D金屬列印技術,是中國突破國外技術封鎖的排頭兵。

昂首闊步,告別被動

面對中國在3D金屬列印領域的進步,美國等西方資本主義國家卻有些惴惴不安。

一旦中國大面積運用3D金屬列印技術,西方國家絞盡腦汁在製造業領域建立的優勢,將蕩然無存。

曾幾何時,為了遏制中國的發展,西方國家對我國製造業痛下殺手,其中最明顯的,便是晶片領域。

近幾年,美國與中國華為的針鋒相對沸沸揚揚,為了打擊華為晶片與5G技術的發展,美國政府親自下場,阻止美國企業向中國華為出售零件。

這便是中國與美國在晶片領域對抗的歷史遺留問題。而提及晶片,便不得不涉及光刻機。

光刻機,以光為刀,在矽膠片上雕刻出晶片結構。也就是說,光刻機是生產晶片的重要裝備。因光刻機的應用需要光學與電子工業基礎。

是以,光刻機的價格十分昂貴,通常位置在三千萬至五億美元不等。與此同時,世界上掌握光刻機技術的企業更是少之又少。

光刻機的製造過程有多難?一位美國科學家的自述給出了答案:「僅僅是光刻機其中的一個小零件我都調了整整十年!」

荷蘭科學家也表示,就算自己將圖紙公開,別人也無法製造出光刻機。

一直以來,由於中國在晶片領域起步較晚,我國擁有技術高超的光刻機,更是天方夜譚。是以,中國的光刻機對進口的依賴程度極大。

與此同時,美國為了對中國進行科技封鎖,不斷挑撥荷蘭等擁有光刻機的國家,阻止其與中國建立貿易關係,進而對中國進行晶片遏制。

在美國的強壓下,荷蘭最終暫停向中國出售光刻機,中國晶片領域的發展,也面臨著停滯不前的風險。

然而西方國家對中國製造業的封鎖,遠不止晶片製造。

自改革開放以來,中國的工業飛速發展,取得了舉世矚目的成就。

然而在工業發展過程中,同樣面臨著致命威脅,那便是由於西方技術封鎖,我國缺少製造精密零件的能力。

為了生產精密零件,中國引進了數控工具機,利用這一設備完成零部件的定型、切割。

然而,數控工具機也面臨著誤差等一系列問題。相關統計數字顯示,國產工具機的失誤率,通常是德國產品的兩倍。是以,中國工具機產品的市場占有率也處於弱勢地位。

對於急需的精密零件,我國通常選擇進口。也正因如此,中國使用外國精密零件,便一直處於受制於人的困境中。

以中國航空航天領域為例,通常情況下,民用飛機尾翼來自於德國,機身來自於法國,飛機側翼來自於英國。

如果英國、法國等西方國家聯合起來,對中國進行技術、貿易封鎖,中國高新技術產業的發展將寸步難行。

此時此刻,中國人意識到,我國必須在打造零部件領域有所提高,以此面對未知的威脅。

篳路藍縷,不忘初心

就這樣,在逆境之中,中國人痛定思痛,日夜攻關。在此關鍵時刻,華中科技大學教授張海鷗異軍突起。

作為生產領域的尖端人才,張海鷗深知中國自身掌握關鍵技術的重要性。是以,打造一台可以生產精密零部件的儀器,成為科研工作者的共同目標。

與此同時,所有人也知曉,這條自主研發之路,並不似想像中那般簡單。

只是,迎難而上,明知不可為而為之,向來是中華民族的美德。就這樣,張海鷗帶領自己的團隊日夜攻關,開啟了漫漫征途。

提起張海鷗本人,他的科研之路,可謂「夢幻」。初入科研領域,張海鷗致力於軋鋼研究,並為此付出了眾多心血。

經過多年的努力,張海鷗認為自己終於取得了成就,興奮地嚮導師展示自己的研究成果。

沒有人想到,「這項技術,日本已經研究得差不多了」,導師輕飄飄的一句話,讓張海鷗奮鬥多年的心血,淪為一張張廢紙。

為了更上一層樓,張海鷗選擇同自己的妻子一起,前往日本留學。同張海鷗一樣,妻子王桂蘭,同樣有著一個科學研究的夢想,二人相互扶持,被稱為「華科居里夫婦」。

王桂蘭回憶說,自己和丈夫張海鷗在日本潛心學習時,做得最多的便是收集資料,以至於後來二人回國後,裝資料的箱子打包了整整31個。

事實上,也正是在不斷收集資料,將中國技術與日本技術對比過程中,張海鷗產生了深深的感觸:「唯有創新才有未來,跟在別人後面是不會有太大出路的。」

1998年,已經取得一系列成就的張海鷗,決定報效祖國。是以,他同妻子一起,前往華中科技大學工作。

在此期間,張海鷗致力於研究效率高、成本低、無模、快速製造技術,也歷經無數失敗。

4年後,張海鷗下定決心,一定要在金屬3D列印技術領域,闖出一片天。

就這樣,2016年,經過漫長的探索,經過無數次試錯,金屬3D印表機初具雛形。

海鷗團隊成功打造出世界首批金屬3D列印鍛件,將金屬鍛造、鍛壓、銑削合三為一,這在世界歷史上絕無僅有。

巨大成就,舉世矚目

中國3D金屬列印技術的飛速發展,迅速吸引了眾人的目光。

正如專家所說:「這項技術改變了長期以來由西方引領的「鑄鍛銑分離」的傳統製造歷史,將開啟實驗室製造大型機械的歷史。」

短短一段時間內,中國在3D金屬列印技術上取得的巨大成就,迅速傳遍了世界各地,眾多國外航空工業的巨頭,紛紛找到張海鷗,希望與其建立及合作關係。

為了掌握3D金屬列印技術,美國企業先後三次向中國伸出橄欖枝,表達自己的誠意。

美國通用公司,花費巨額金錢收購德國、瑞典3D列印公司,然而列印公司依舊處於初級階段,無法鍛造性能強大的物品。

顯而易見,如果掌握了3D金屬列印技術,美國公司將事半功倍。

只是,當年美國禁止向中國出售光刻機的場景歷歷在目,中國人民從未忘記,也不敢忘記。面對美國通用公司坐享其成、居心叵測的要求,中國也毫不猶豫地拒絕。

現如今,為了發揮3D金屬列印技術的最大價值,中國已經將其應用到具體生產活動中。

張海鷗與新型複雜鈦合金接頭的製造商展開合作,用3D金屬列印技術打造抗拉強度大、塑性高、衝擊韌性強的金屬零部件。

與此同時,張海鷗還與西航動力公司、西安飛機製造公司展開合作,嘗試製造矽合金熱壓泵體、發動機過渡段等零件。

正如北京工業大學教授陳繼民所說

「3D金屬列印技術在航空航天、核電、艦船、高鐵等重點支柱領域的應用前景廣闊,比如對於長壽命、高可靠性的航空發動機關鍵部件的製造有顯著優勢。」

在3D金屬領域,硬生生殺出一條血路。

近幾年來,隨著世界3D列印技術依舊飛速發展,3D金屬列印,開始成為王牌科技分支。令人振奮的是,中國在3D金屬列印領域獨占鰲頭。

然而中國在3D金屬列印領域的成就,卻遠遠沒有到達盡頭。擁有3D金屬列印技術的中國,已經實現了彎道超車,至於未來的3D金屬列印技術發展方向,我們拭目以待。

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