大家可能對C919大飛機很熟悉，但肯定不了解助力C919問世的3D激光打印技術，今天我們就一起來看看，這個讓美國眼紅不已的新科技 。

C919是我國首款商用大飛機，承載着中國商飛的希望，未來很可能會成為波音空客的強勁對手，我們一直為中國的大飛機驕傲，卻不知道大飛機背後還有一項關鍵技術，中國稱得上是領先美國獨步全球，這項技術，就是3D激光打印技術，它可是發展高端制造業的強力助推器。

可能很多人都有這樣一種觀點，3D打印是近些年興起的新技術，其事實并非如此，早在1892年，3D打印技術就在美國問世了，是不是感覺很不可思議？

1892年，美國人j.e.Blanther提出了一個新奇的想法，那就是用切割堆疊蠟片的方式，制作等高線浮雕圖，然後放在地圖上代表丘陵山地等，并針對這一技術申請了專利。這個切割堆疊蠟片的構想，就成了3D打印的雛形。當受限于當時技術條件限制，這一技術最終沒能實現普及。

不過好的構想總會傳下來，不斷有人試圖去完善它。1902年，又有人提出了用光敏聚合物作為原材料，實現了3D打印效果，不過這一想法也是昙花一現，當時的技術不足以支撐3D打印大規模發展。

直到1984年，查爾斯·胡爾（Charles Hull）開始研究這一技術。正所謂來得早不如來得巧，胡爾開始研究時，恰巧趕上計算機技術快速發展階段，計算機為3D打印掃平了技術障礙。1986年，胡爾發明了“光固化方法”，并成立了世界上第一家3D打印設備公司，推出了3D打印技術通用的STL文件格式。

這一切貢獻，奠定了他“3D打印之父”的地位。

這之後，3D打印技術發展越來越快，先後出現了“熔融沉積”、“選擇性光燒結”和“立體噴墨打印”等不同技術路線，後來又有了“金屬粉末激光選區融化技術”。

這一技術将金屬粉末融化為液體，通過計算機控制将液态金屬逐層堆疊，從而加工出高精度的金屬部件，這是目前技術難度最高也是發展前景最廣闊的技術之一。

二十世紀後半葉，在創新和科技引領方面，美國是當之無愧的世界老大，很多新技術都是首先在美國發明并得以應用的。但最近二三十年以來，中國厚積薄發逐漸嶄露頭角，在3D激光打印技術尤其是钛合金構件打印方面，已經領先美國獨步全球。

自二十世紀90年代以來，包括清華大學、西安交大、華中科技大學在内的多所中國高校，開始進行3D打印技術研究，并各自選擇了不同的技術路線，逐漸富起來的中國，已經有足夠的力量，支持科研團隊同時嘗試不同的方向，就如近幾年的新冠疫苗研發一樣，不同的企業進攻不同的方向，齊頭并進最終都交出了滿意的答卷。

在強大資金實力支持下，1994年我國自主研發出第一台3D打印設備，2000年以後，北京航空航天大學後發先至，攻克了高性能金屬構件快速成型關鍵書和成套裝配技術，中國因此也成為世界上第二個掌握這項技術的國家。

常規金屬構件方面中國排世界第二，但在3D激光打印钛合金構件方面，中國卻獨領風騷穩居第一，這是一項連美國都沒能攻克的技術。不是他們不想搞，而是努力多年依然沒搞出來。

2000年，美國政府牽頭組織多個國家實驗室和大型企業，期望攻克這一技術難關，但最後卻無果而終。2012年，再次邀請激光企業加入組織共同研發，至今依然沒能交出合格産品。

3D打印钛合金構件技術，我國早就研發成功并應用到實踐中，在C919大飛機生産制造中，這一技術貢獻很大。

C919包括中央翼緣條、主風擋窗框等多個重要部件，都采用了3D打印技術進行制造。2009年，中國工程院院士、北京航空航天大學教授王華明攻克多項技術難關，依靠3D激光钛合金打印技術，帶領團隊耗時55天，成功制造出機頭主風擋窗框。

你還别覺着55天制造一個風擋窗框很漫長，如果依靠傳統制作方法，這根本就是一個不可能完成的任務。更重要的是，3D激光打印技術制作風擋窗框，不但制作速度快，而且成本低，綜合成本還不足歐洲鍛造模具費的10%。

另外，3D打印技術生産出來的中央翼緣條，更是傳統工藝所不能比的。這根打印出來的钛合金條，如果用傳統方法制造，需要使用1607公斤毛坯鍛件，而使用3D打印技術，隻需要136公斤精坯就能制造出質量更好的部件，并且制造速度更快。

憑着“多快好省”的特性，3D打印技術和C919簡直就是絕配，因為3D打印制造出來的各種零部件，完全不需要經曆鑄模、鍛造的過程，直接在電腦上建好模型，然後直接用打印機把钛合金粉末打印成需要的部件就可以了，而且一體打印成型，部件可靠性比傳統制造方法要強很多。

3D激光打印技術用途廣泛，除了應用在工業領域之外，還可以為醫學、考古等提供助力。2022年3月初，王華明在《院士開講》欄目中表示，在未來，這一技術必将徹底改變現有的生産流程，依靠“高效率、高精度、高性能”的優勢，助力我國産業升級，實現沖擊高端制造業的目标。

200多年前，瓦特發明了蒸汽機，掀開了近代工業革命的序幕，當年歐洲國家把握住時代機遇，迅速發展成為世界強國。現在，3D激光打印技術的快速發展和廣泛應用，也許會成為新一次工業革命的起點，而我國目前已經成為這一技術的執牛耳者。曾經我們因為曆史的原因，錯過了當年的發展機遇，現在我們蓄力奮發，必定不會再錯過這一次機會。

作者：芒果很忙

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