弯道超车成功，中国黑科技再次打破美国垄断！

航空发动机，准确的说是核心机叶片制造工艺，属于西方长期垄断并且对我们严密封锁的技术。中国航空发动机不行，人尽皆知，即便造出了可用的第三代战斗机所需的航发，仍然与美国人的产品有一定差距。

发动机叶片这个东西的技术难度不用风子我废话，谁都知道是“王冠上的明珠”，突破这个技术，剩下的工艺对于中国来说根本就不是个事儿。中国人搞出“太行”、“昆仑”算是解决了有无问题。然而这个解决有无问题的背后还有一句潜台词！

换句话说就是，性能还不够先进！

要知道，中国可是世界上唯二可以制造空心涡轮叶片的国家！除了中美两家，俄国、英国、德国统统不会！就是这样，叶片还是不如外国人。要说中国工艺不差，材料也上去了，到底问题在哪？就在技术经验的积累上。

这技术积累有多变态？

举个例子，就算你把整块叶片完美无缺的制造出来，照样不一定合格！在高温高应力下，叶片会变长，这就是初中物理学过的热胀冷缩，在航空发动机领域叫做蠕变。但是国内制造的叶片每个叶片进入蠕变各阶段的先后顺序不一致，蠕变速度也不一致，哪怕整块叶片一点缺陷都没有还是不一致。而美国人制造的叶片明明有雀斑有刮痕，但性能却是高度一致的，甚至有人认为美国人叶片上的缺陷也是叶片控制方法的一部分。否则难以解释为什么人家生产的叶片连变形的速度都这么一致。这种发动机全寿命内的控制技术那真是经验积累的结果，中国人工艺不是不先进，材料不是不合格，而是美国人造了几十年，我们才搞几年，一些优化问题搞不明白非常正常。

所以中国人不得不弯道超车，寻求新的技术方法。最近突破的提纯“铼”与金属3D打印就是对西方垄断的回应！

神奇的“铼”

铼，稀有元素，不用加引号，因为他是一个真正的稀有元素，在地壳中的含量排倒数第三。再加上它不形成固定矿物，通常与其他金属伴生，所以探矿和提纯非常困难。

居里夫人发现“镭”的故事很多人都有所耳闻，这个元素在地壳中含量排倒数第一，可没能难倒科学家，倒数第三的“铼”却是最后发现的，提纯难度可见一斑。

这玩意儿之所以被美国人用在发动机叶片制造，因为他不仅熔点特别高（仅次于钨），而且强度非常高可塑性很好（结实不开裂）。这么好的东西，价格自然居高不下。一克就要300元左右，和白金的价格差不多。

稀有金属在冶金中的意义有多重大？

就这么说，哪怕你科技碾压对手，万一缺了某种稀有金属也得完蛋！纳粹德国牛不牛？T-34缴获了上千辆，方便好用，为什么不仿制出更强的型号呢？因为苏联在关键位置使用了铬镍合金钢（也被用在发动机叶片上），耐高温强度好，德国工程师根本没有这种原料，只能望而兴叹。不是咱自己不如人，实在是祖宗不如人啊！

“铼”正好就是这样一种不讲道理的金属，有和没有是两个难度。中国企业完成“铼”的提纯，就有了充足的实验原料。稀有金属在叶片中添加比例一般非常低，只需要一点点就可以了，这一点点怎么加还是要经过反复试验确定。这条路中国人走了七年，到2017年下半年才算搞清楚了冶金配方。

当然，航空发动机研制是一个系统工程，“铼”只是让你在没有经验的情况下降低一些技术难度，不等于武林秘籍看完了你就神功无敌。但是3D金属打印技术却真的帮助中国航空绕开了大量技术难题。

弯道超车3D打印

3D打印特指金属3D打印，因为塑料3D打印机满大街都是，是一种政府放心人民满意的高级玩具，印个奥巴马啥的都是轻松愉快。

3D打印材料一般是树脂，过程大概是这样的。比如奥巴马的头像，本身他是一个三维世界的物体，但我们可以把它拆分成无数个二维平面。而每一个二维平面又可以拆分成无数的一维线，线可以拆分为无数的点。

大家是不是想到什么了？

二向箔呀！当然这是反向运用。在计算机的控制下，打印机反向打出整个零件，由于加工纬度在二维平面上，所以三维层面的那些阻碍加工的东西都不复存在。因此3D打印技术可以制造出完美的三维空心零件。

认得出这是啥玩意吗？

这是钛合金植入关节，用来移植替换人体损坏的大腿骨关节的。这种物体如果要用机床加工，其复杂程度是不可想象的。而现在，中国科研人员把他变成了现实！

2.2米长，260公斤的钛合金3D打印零件，不需要任何铆钉、焊接一类的链接技术，不存在由此产生的应力问题，而且保证零件成分均匀，结构强度一致。如此一来，很多制造工艺控制上的问题中国实际上已经绕过去了。

零件没有焊接，那么焊接用的金属和随之产生的应力控制我就可以不用那么紧迫的研究了。零件采用均匀金属成分打印而成，那么我就不需要担心铸造过程中金属材料是不是分布均匀（不同成分质量差异导致的分层）。这就相当于我们从活塞发动机直接跳到了喷气式发动机，虽然活塞式发动机技术有些我还没有吃透，但不影响我制造先进战斗机的能力。

2017年上半年C919可以实现首飞，3D钛合金零件整体打印是立下大功的；而J-20的快速成军，也离不开这个技术，上面图片那个零件其实就是一个双发战机的截面形状啊。新技术的出现瞬间就把西方几十年的经验积累变成了历史文物。

决定性突破

可以说，中国的金属3D打印技术改变了金属制造工艺的历史。金属3D打印表面上看是减重、省时、节约成本。更深远的意义是让中国绕开了很多耗时费力的积累，走了捷径。这是决定性的突破，在3D金属打印技术上，中国已经领先世界，走在了最前面。

真是逼得呀！因为你走西方的老路非常困难，就算你中国人再多，工作再勤快，人家走了三四十年，你怎么着也得走个十年八年吧？

十年八年，那得拖累多少航天发射，让多少科研人员熬白了头发。现在咱这么一突破，外国人纷纷过来寻求合作。

斯棱曼公司是世界顶尖的金属3D打印技术供应商，同时也是激光、自动化设备商。但是现在，他们还是要老老实实的来到中国，寻求技术合作，生怕错过这一轮革命。

呵呵，现在不仅老外找我们修铁路，而且还找我们研发基础材料制造技术，这世界可真是变天了。2017年的上半年，中国航空航天工业放飞了C919，练成了3D打印，下半年提纯金属“铼”，制成单晶涡轮叶片。我已经忍不住想知道，2018年牛得一塌糊涂的中国制造还会给我们带来什么样的惊喜？

作者：风帽穿甲弹

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