小到路上行驶的轿车,大到战斗机,海里的航空母舰都涉及到高端制造。高端制造离不开高端机床,3D打印技术就是高端机床中重要的一环。过去3D打印技术一直被欧美所垄断,高端机床也对中国禁运。然而,现在我国在3D打印机床技术方面实现了反超并领先全球,成为世界第一,美国和欧洲都上门求购,甚至是三顾茅庐,但是依然都被拒绝。

那什么是3D打印技术,具体有什么作用,又是造出了什么3D高端机床竟让美国和欧洲都曾三次来求购呢?
打印机相信大家都有用过,将一张纸放进打印机里面,就可以打印出你想要的文字内容,而3D打印机就是打印出你想要的立体实物,3D打印机用的原料是粉末状金属或者塑料等,它可以打造一辆自行车,一个玩具,甚至是一座房子,这个3D打印机就是3D打印技术的一种。

3D技术的应用范围十分广阔。在工业制造领域,用于模具制造、工业设计,还有打印零部件等等,除此之外3D打印技术还在建筑工程、航空航天、医疗教育、汽车等等其他领域都有所应用。
我国的歼-15战斗机,其中的一个大型整体钛合金支撑框,结构就极其复杂,一般的方法难以整体制造,而3D打印技术的登场,不仅是制造了出来,而且在战斗机起飞降落一万多次后,依然是工作正常,还有我们引以为傲的歼-20也同样如此。
3D打印还可以极大地降低成本,要用钛合金材料,作出规定的形状,首先需要的就是相应的拉伸机,可就是这么一个拉伸机的价格就昂贵到了几亿元,可是3D打印技术之下就完全不需要这些。

在传统技术下,打造一个固定形状的零件,100公斤的原材料,最终可能会消除90公斤的原料,就会造成极大的浪费,但3D打印的特点,就可以根据设计形状,直接打印出对应的形状,需要的材料就会节省很多。
而且传统技术,制造过程极其繁杂,这样下来是非常浪费时间的,就比如打造战斗机上所用的钛合金,光是制造模具可能就需要一年多的时间,而3D打印,可以将其缩短到几天就可以完成,3D打印要制造出战斗机这样的高端部件就需要高端机床才能完成。

2020年,华中科技大学机械学院张海鸥团队承担的国家科技重大专项“复杂构件电弧-激光微铸锻铣磨复合制造工艺与装备”,基于该项目,团队成功研发出世界首台具有自主知识产权的,铸锻铣一体化金属3D打印技术数控机床,首次实现了连续铸锻同步工艺,这一种数控机床的出现,打破了高端机床的长期垄断,反超并做到了世界第一,就连美国和欧洲都上门求购。
机床,被称为工业之母,而在3D技术下的数控机床,则是打造高端制造业核心竞争力的关键。它深深地影响着我国的国防军工、钢铁铸造、航空、运输等等多个行业。可以说没有机床,我国就没有坚不可摧的航空母舰,也没有直冲云霄的战斗机,以及日行千里的高铁。

我国的机床之路一直十分艰难,主要是因为我国的工业起步相当晚,技术非常落后,因此我国的机床业上也受到了外国的不断垄断,不仅高端机床和技术被限制进口,市场也在被外来企业不断蚕食中,即使这样,但是有像张海鸥这样的科研人员在不断进行研发,我国的机床技术也在快速崛起,为此我们都要为张海鸥这样的科研人员点个赞,没有他们就我们目前的这些高科技。
1998年,张海鸥和妻子王桂兰在日本东京大学完成学业后回国,共同任教于华中科技大学,到了2009年的时候,张海鸥开始构想让金属3D打印制件具备锻件性能,从而应用于高端领域。可在这之前很多同行都在这里受到阻拦,可是张海鸥一定要让我们中国拥有自己的高端机床技术,希望在金属3D打印中加入锻打技术。
前沿研究丨基于神经网络的机器学习方法在3D打印中的应用
得益于规模庞大的数据集、计算能力的提高和计算模型的优化改善,神经网络算法已成为机器学习算法中使用最广泛的模型。当前一个明显的趋势是,神经网络算法的经验成果正在向传统制造领域进行迁移,并对制造行业的产品设计、制造、质检到交付等价值链环节,产生

夫人王桂兰也毫不犹豫拿出家中全部的积蓄全力支持他,他们的实验室离家很近,即便如此,还是觉得耽误时间,索性搬来一张行军床,困了就直接在实验室里躺一躺,醒了就继续开始实验,这两位教授为了研发始终“在一线,也被师生们亲切地称为华科“居里夫妇”。
他们在条件艰辛的实验室度过了数不清的日日夜夜,他们印象最深的是盛夏时节,炙热的等离子弧灼烤着脸颊,眼睛刺得睁不开、皮肤火辣辣地疼,全身奇痒、蜕皮...”

说到这里,不由得感慨万千,此份坚持,心系国家,埋头苦干的这种精神,就是我们中国科学家的精神,向张王夫妇致敬,向他们点赞,你能想到这项科研实验还有那些艰苦过程吗,欢迎发言和讨论。
因为高端件对组织性能的要求极其苛刻,这就需要装备、工艺、原材料与操作及环境的许多细节都必须严格,一丝不苟。只是关于产品质量控制相关的文档都高达50个以上。
在经过反复的实验,终于在2020年,经长达11年的艰苦研究,团队终于成功研发出世界首台具有自主知识产权的铸锻铣一体化3D打印数控机床,首次实现了连续铸锻同步工艺,传统工艺的铸造、锻造、铣削是分别完成的,而这台高端机床,可以实现一体化进行。

张海鸥教授团队获得了第45届日内瓦国际发明展金奖、2020年湖北省技术发明奖一等奖、2020年度国家技术发明奖一等奖等诸多奖项,这对于张海鸥教授团队和这项科研成果而言都是实至名归。
国际权威3D打印杂志《乌勒斯报告》这样报道:中国张海鸥团队首创电弧熔积与铸锻铣同步制造技术,不同于国际同行团队的电弧熔积分步制造技术。张海鸥团队利用铸锻铣工艺,获得等轴细晶,成功制造出性能超过锻件的发动机零件。

报道后美国通用和欧洲空客都曾主动上门来商谈购买事宜和技术合作,甚至是三顾茅庐,但都被张海鸥拒绝,这项技术也被我国唯一列入国家限制出口目录的3D打印技术。
而不单单只是3D打印技术,还有盾构机技术,盾构机主要是用于隧道的掘进,而在之前我们经历长达一个世纪的技术垄断,在2015年,我国的铁建重工集团和中铁十六局集团合作研发的,中国国产首台铁路大直径盾构机在长沙下线,自此,我国也打破了这个达一个世纪技术垄断。

手撕钢技术同样在之前遭受垄断,手撕钢可以用于军事,能源,生活等多个用途,就比如我们日常生活的折叠手机,就运用到了这种技术,之前我们每年都需要大量的进口获得,而现在我们自己制造的手撕钢也已是世界领先,中国科技实现了后来居上,反超领先世界的技术还有很多,视频看到这里,各位还知道那些中国科技成就后来居上吗?欢迎各位评论发展。
中国科技实现了从无到有,从落后到领先,中国也从之前的一穷二白,到现在的中国繁荣昌盛,这都是我国人民的艰苦努力奋斗之下而换来的,科技路远,我们奋斗的脚步也不会停息,中国科技竞争力正在不断地增强,即使我们晚于别人起步,但是我们必将闪耀世界,卡脖子也终将永远成为历史。