实际上,在3D打印方面,美国起步远早于中国。早在1984年,美国开发出从数字数据打印出3D物体的技术,并在2年后开发出第一台商业3D打印机。美国空军一下子就被这种新技术吸引,他们认为,如果将这种技术用在武器制造上,产生的威力将是惊人的。
一是可完成**型零部件制造。传统钛合金零件制造,主要依靠铸造和锻造, 由于受到机器的限制,3万吨大型水压机只能锻造不超过0.8平方米的零件,即使世界最大的8万吨水压机,锻造的零件尺寸也不能超过4.5平方米。
二是节约材料,降低成本。使用传统锻造切削工艺,原料的95%都会被作为废料切掉。使用激光钛合金成形技术,等于节约了90%的昂贵的原材料,还不需要制造专用模具,原本相当于材料成本1-2倍的加工费现在只需原来的10%。加工1吨重的钛合金复杂结构件,传统工艺成本大约2500万元,而激光3D焊接快速成型技术的成本仅130万元左右,仅是传统工艺的5%。
三是大幅度提高武器装备的战斗力。许多复杂结构的钛合金构件可以通过3D打印的方式一体成型。不仅节省工时,还大大提高材料强度。 美国F-22战机的钛合金锻件如果使用3D打印技术制造,在强度相当的情况下,重量最多可减少40%。
四是可以实现订单式生产、模块化、移动化生产。比如太空设备修复。只要飞船升空时带上一台3D打印机,宇航员们就只需携带所需的金属丝物料,不用携带零部件成品,节省空间的同时减轻了负载,更重要的是,他们几乎可以按需打印任何物品,上太空时,也无需担心发射时遗漏物资和设备。
为此,1985年,在五角大楼主导下,美国秘密开始了钛合金激光成形技术研究,1992年这项技术才公之于众,在2002年,美国已将激光成形钛合金零件装上了战机。但是,由于在制造过程中钛合金变形、断裂的技术难题无法解决,美国始终无法生产高强度、大尺寸的激光成形钛合金构件。2005年,美国从事钛合金激光成型制造业务的商业公司Aeromet由于始终无法生产出性能满足主承力要求的大尺寸复杂钛合金构件,没能实现有价值的市场应用而倒闭。美国的其他国家实验室也无法攻克这一难题,只能进行小尺寸钛合金部件的打印或进行钛合金零件表面修复。
中国在钛合金3D打印技术上的突飞猛进,使美国甚为着急。今年1月14日,美国Sciaky公司宣布,他们已成功掌握了突破性的直接制造技术,使用电子束进行钛合金3D打印,制造的零件尺寸可以达到5.8米×1.2米×1.2米。
这一消息让另一航天大鳄——欧洲有些坐不住。2013年2月初,欧洲航天局宣布,将利用3D打印技术在月球上建立首个人类基地,计划让机器人携带3D打印机“空降”到月球上,就地取材,利用3D打印技术将月球上的原始土壤转变成建筑材料。欧洲航天局表示,月球基地建筑材料的90%都可能实现就地取材。一切进展顺利的话,该月球基地有望在未来40年内投入使用。
综上所述,在三项技术方面的国际竞争十分激烈,完全可以用如火如荼、刀光剑影来形容。
(三)中国不能成为龟兔赛跑中的那只兔子
中国有个寓言故事叫做龟兔赛跑。开始,兔子遥遥领先,但是,由于太过轻视对手,中途睡觉,最终被爬行的乌龟超越成功,丢掉了原本胜券在握的比赛。上个世纪末,有国际人士在比较中印时引用了这一寓言,把中国比作兔子,印度比作乌龟,并预言印度龟最终将战胜中国兔。网友们经常以“兔子”代称中国,大抵典出于此。
青衫老祖认为,把中国称为兔子并无不可。这有利于时常提醒中国人民,中国能够成为兔子是中国的优秀之处,但是,中国必须避免成为骄傲自满的兔子、中途睡觉的兔子,要始终保持危机感和忧患意识,始终保持进取精神和创新锐气,朝着既定目的开拓前进。
建设中国特色社会主义伟大事业是这样,在“三项技术”方面也是这样。已经成为“兔子”的中国务必保持清醒,牢牢把握竞争主动权,不断巩固和扩大领先优势,力争依靠包括“三项技术”在内的创新引领,完成对西方国家的弯道超车,实现中华民族伟大复兴。
一是要再接再厉,继续在技术成熟度、通用性等方面下功夫,为“三项技术”开辟更广泛的应用前景。
二是要抓紧制定相关标准,实施标准化战略和知识产权战略,加强保密管理,确保核心竞争力始终掌握在中国手里。
三是加大国家对三项技术的支持性投入,纳入建设创新型国家战略,为三项技术的研发应用注入不竭动力。
四是加快“三项技术“向航海航天航空等战略性产业领域的应用,加快科技成果向战斗力、生产力领域的转移步伐,统筹富国与强军,让中国兔子跑得更快更稳健。