13日，在華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院數(shù)字制造裝備與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)基地，張海鷗團(tuán)隊(duì)正在加緊制造一批應(yīng)用于航空領(lǐng)域的高端金屬鍛件。該團(tuán)隊(duì)經(jīng)10余年潛心研發(fā)，在全球首創(chuàng)“鑄鍛銑一體”金屬3D打印技術(shù)，并制造出世界首批3D打印鍛件。
　　近日，美國(guó)通用電氣公司、歐洲空中客車(chē)公司等國(guó)際大牌紛紛找上門(mén)洽談合作。而在10多年前，正是美國(guó)通用電氣公司斷言，3D打印不能打印出具有鍛件性能的高端、優(yōu)質(zhì)構(gòu)件。
　　“我們一直認(rèn)為，唯有創(chuàng)新才有未來(lái)，跟在別人后面是不會(huì)有太大出路的。”今年60歲的張海鷗，早年留學(xué)日本，1998年被引進(jìn)到華中科技大學(xué)，致力于高效低成本無(wú)?？焖僦圃旒夹g(shù)研究。2002年起主攻金屬3D打印，當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)外的3D金屬打印主要以激光、電子束為熱源，張海鷗另辟蹊徑，采用等離子束為熱源，使得成本更低、效率更高。此外，當(dāng)時(shí)金屬3D打印做出的制件比較粗糙，無(wú)法直接當(dāng)零件使用，需進(jìn)行后期機(jī)械加工，遇到復(fù)雜制件更是幾乎不可能實(shí)現(xiàn)。張海鷗帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，在金屬3D打印中復(fù)合了銑削，邊打印邊進(jìn)行機(jī)械加工，解決了上述難題，一舉獲得國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利。
　　在成績(jī)面前，張海鷗和團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新的步伐并沒(méi)有停息。3D打印雖已發(fā)展近30年，但由于沒(méi)有鍛造環(huán)節(jié)，制件普遍存在性能及可靠性不及鍛件、易產(chǎn)生裂縫、變形等缺陷。2009年，張海鷗開(kāi)始構(gòu)想讓金屬3D打印制件具備鍛件性能，從而應(yīng)用于高端領(lǐng)域。“很多同行在這里受阻。”張海鷗偏偏去挑戰(zhàn)一個(gè)大家都覺(jué)得不能完成的事，希望在金屬3D打印中加入鍛打技術(shù)。張海鷗堅(jiān)信，要想讓金屬削鐵如泥，必須要經(jīng)千錘百煉。“研發(fā)過(guò)程是痛苦的。”張海鷗說(shuō)，有段時(shí)間問(wèn)題不斷，前面問(wèn)題剛解決，新問(wèn)題又冒出來(lái)，加之有個(gè)階段國(guó)內(nèi)外對(duì)3D打印并不看好。但張海鷗沒(méi)有放棄，他堅(jiān)信這項(xiàng)技術(shù)值得去研究，成功的話，對(duì)全世界3D打印行業(yè)都是件好事。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)從早到晚在實(shí)驗(yàn)室反復(fù)實(shí)驗(yàn)、不斷試錯(cuò)。2010年，大型飛機(jī)蒙皮熱壓成形模具的誕生，驗(yàn)證了張海鷗在3D打印中復(fù)合鍛打的可行性。其后，該技術(shù)不斷完善，打印出飛機(jī)用鈦合金、高溫合金、海洋深潛器、核電用鋼等高端金屬鍛件，其性能均穩(wěn)定超過(guò)傳統(tǒng)制件。
　　傳統(tǒng)制造業(yè)是鑄、鍛、銑分離，每個(gè)環(huán)節(jié)依賴(lài)大型設(shè)備，流程長(zhǎng)、能耗大、污染大。張海鷗團(tuán)隊(duì)自主研制的微鑄鍛同步復(fù)合設(shè)備，首次將鑄、鍛、銑一體化，同時(shí)采用高效廉價(jià)的熱弧為熱源，實(shí)現(xiàn)了低成本、高效能，為全球制造業(yè)帶來(lái)顛覆性創(chuàng)新，獲得了20多項(xiàng)中國(guó)和國(guó)際發(fā)明專(zhuān)利。
　　張海鷗團(tuán)隊(duì)另一核心成員王桂蘭教授，是張海鷗的妻子，兩人全身心投入這項(xiàng)科研中。10多年來(lái)，他們幾乎天天吃學(xué)校食堂，家中廚房一年用不了幾次。“在研發(fā)中難免會(huì)遇到分歧。”王桂蘭說(shuō)，“他首次跟我提出‘鑄鍛銑一體化’構(gòu)想時(shí)，我認(rèn)為是異想天開(kāi)，兩人為此進(jìn)行了激烈的爭(zhēng)吵。”但真理是唯一的，研發(fā)過(guò)程中雖經(jīng)歷了多次失敗，王桂蘭仍帶領(lǐng)學(xué)生按照丈夫的思路反復(fù)實(shí)驗(yàn)，最終，團(tuán)隊(duì)取得了成功。