棒呆！中国版“居里夫妇”制造世界首批3D打印锻件

7月22日，工作人员检查“智能微铸锻”装备

制造飞机零部件等高端金属零件，按传统方法需先用大型设备铸件，然后高温锻打，使其坚固耐用。而如今这一传统方法被颠覆。由华中科技大学张海鸥教授首创的铸锻一体化3D打印技术，可以让零件边打印边锻造。

昨日长江日报记者从该校获悉，这项技术已成功制造出世界首批3D打印锻件。其中包括西安航空发动机有限公司的一种发动机过渡段零件，以及我国研制的一款新型战斗机的钛合金接头等。该成果突破了3D打印行业的最大障碍，开启实验室制造大型机械的历史。

人们常说，好钢要“千锤百炼”“锻打成才”，这是因为只有反复锻打，才能将铸造金属的强度、韧性、疲劳寿命大幅提高到锻件水平。现代制造业即是通过先铸造、再锻造、后铣削来制造高端金属零件，但这一方法存在流程长、反复加热能耗巨大、重污染等缺点，并且无法制造出材料变化的多功能零件，比如航空发动机整体涡轮。

随着3D打印技术的诞生和成熟，2010年华中科大机械学院张海鸥教授在全球率先取得铸锻合一国际专利技术。张海鸥教授介绍，在传统铸锻技术中，金属零件由铸造设备一次成形，然后再用锻机锻打，不可能边铸边锻，但3D打印机的产生改变了这一切，它可以让零件边打印边锻压。

这一技术也克服了中西方金属3D打印的瓶颈。有望引领第四次工业革命的3D打印技术受到国际制造业青睐，但金属3D打印因“有铸无锻”，打印不出经久耐用的材质，一直处在“模型制造”和展示阶段。张海鸥教授将3D打印技术与传统锻压技术合二为一，实现了超越西方的原始创新。

据悉，这一技术现已能够打印长达2.2米、重约260公斤的高性能金属锻件。现有设备已打印出飞机用钛合金、海洋深潜器、核电用钢等8种金属材料。

西安航空发动机有限公司的45钢发动机过渡段零件，因壁厚差大，传统铸造成形容易出现裂纹、气孔、疏松等，若用锻造方法，需制作锻模，加工周期长，材料利用率低。该公司与张海鸥团队合作，铸锻铣一体化3D打印这种可焊性很差的45钢零件，目前试制件已通过国际标准检测。

放弃日本东京大学高薪 回国研究3D打印近20年

华中科大的中国版“居里夫妇”

在华中科大，张海鸥和王桂兰，被喻为中国版的“居里夫妇”。1998年，从日本回国，夫妇二人都开始致力于3D打印的研究。

1998年，张海鸥和王桂兰放弃在日本东京大学的高薪，来到华中科大，在3D打印领域一扎就是近20年。

在王桂兰眼中，先生是位多才多艺的教授。“他的歌唱得非常好。我当时就是这样上当的。”谈起当年，王桂兰略有些羞涩。张海鸥一首“我的太阳”彻底赢得了王桂兰的芳心。

后来，张海鸥去了日本东京大学念博士，王桂兰也夫唱妇随，也去了东京大学当客座研究员。

可能正是他的多才多艺，使得他们的3D打印研究，开辟了一条新路。2008年，他们的研究陷入困境，不知道朝何处发展。这时，张海鸥突发奇想，为什么不把传统分开进行的“铸”“锻”“铣”合一进行呢。对此，王桂兰直斥先生异想天开。因为几千年来，都没有这种做法。为此，夫妇俩还大吵了几架。当然，都只是学术的争吵。但吵归吵，负责执行的王桂兰带领她的团队，还是偷偷地进行了研究。

2010年，王桂兰团队成功完成了西飞大型飞机蒙皮热压成型模具，这验证了张海鸥的“铸锻铣合一”的设想。这也是全球首次进行边铸边锻、铸锻合一的新技术。这种“铸锻铣一体化”金属３Ｄ打印技术，有望改变世界金属零件制造历史，出现首次由中国制造领先的“东方时代”。

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