中航专家研究3D打印技术10年 应用到重点型号

　　让中国梦在世界的沃土上开花——记中航工业特种加工技术首席专家巩水利

　　2013年，巩水利在即将进入知天命之年时站到了焊接领域最高学术奖——布鲁克奖的领奖台上。英国焊接研究所(TWI)每年从来自120多个国家的4000余会员单位中推荐提名，最终将该奖项授予一位专家，以表彰其在焊接或连接科学技术与工业应用领域做出的卓越贡献。这次获奖不仅是对巩水利及其团队的认可，也是对中航工业推动材料连接技术进步的肯定。

　　焊接也可以搞出名堂来

　　1985年，毕业于沈阳工业大学焊接专业的巩水利服从国家分配，奔赴军营，为祖国国防事业贡献了17年的青春。2002年，他来到了中航工业北京航空制造工程研究所，跟随关桥院士，开始从事高能束流加工技术国家级重点实验室的相关工作。

　　关桥院士是“低应力无变形焊接”理论的创始人，2004年成为第一个获得布鲁克奖章的中国人。关院士治学严谨，对巩水利的要求极为严格，但也经常表达对爱将的赞赏，说他真正继承了老一辈科研工作者的精神。时隔9年后，近80高龄的关院士亲自陪同爱将来到英国领取布鲁克奖章。在剑桥大学国王学院的宴会厅里，关院士欣慰地看着巩水利向世界介绍中国高能束流焊接技术的进展。

　　巩水利英语基础好，时时关注国际上焊接技术的发展动态，为单位搭建了国际交流与合作的平台。在这过程中，他牢牢地掌握着未来科技发展方向，凭借敏锐的洞察力，总是能够捕捉到科技创新点。

　　2003年，国外实现了A318铝合金下壁板结构双光束C02激光填丝焊和YAG激光填丝焊，它代替传统铆结构减轻了飞机机身重量的20%，同时也节约了20%的成本。巩水利认定激光焊接技术将对我国传统航空制造业改造升级产生重大意义。随后他立即申请多项相关预研课题，组织攻关团队，在国内率先将“双光束激光焊接”技术引入到课题研究中，并且从一开始就酝酿要将这项技术用到飞机制造中。

　　然而预研项目的基础研究阶段就屡遇险阻，团队成员不断对技术可行性提出质疑。但巩水利从未动摇过，不断鼓励身边的同事，带领团队全身心投入项目研究中。经过团队成员无数日夜奋战，基础试验终于在“十二五”期间取得了实质性进展。

　　在此基础上，巩水利把握机会，乘胜追击，推广团队的研究成果，并向某飞机设计所交底初步技术，向他们推介双光束激光焊接的优越性和可行性。该设计所经多方考证和评估，毅然决定将该技术用于某飞机带筋壁板的制造，实现了最初要把“双光束激光焊接”技术应用到飞机制造的目标。

　　而后，研究团队团结一致，继续突破了轻质合金激光焊接填丝精度控制等关键技术，集成创新研制了双光束激光填丝复合焊接装置，建立了国内首个大功率双光束激光填丝焊接平台，实现了大型薄壁结构T型接头双光束双侧同步焊接，并首次成功应用于航空带筋壁板关键结构件的焊接制造中，在我国新型飞机研制中发挥了重要作用。

　　将3D打印技术用在飞机制造上

　　2003年，巩水利认识到俗称“3D打印”的增材制造技术能够解决传统加工制造手段无法解决的制造问题，势必能促进我国国防现代化建设发展。于是，他开始组建队伍、创造条件、申请课题，团队从最初的一两个人，发展到现在的20余人，并已建立了一支国内专业最全、结构合理的科研团队。

　　锁红波是所里的年轻骨干，在项目最初就进入了3D打印的科研团队。他坦言，在研制初期并没想到3D打印技术能发展得如此迅速。而巩水利从一开始就没有将3D打印的研究目标仅仅定位于预研项目，要求锁红波一定要在项目结束时拿出应用成果来。

　　“刚开始关于加工样件的尺寸，我们和领导分歧很大，但他坚持认定能够研制出来较大尺寸的样件。3D打印能有今天成绩，都是领导大力推进的结果。”锁红波回想。

　　经过3年的研究，科研人员通过改进设备，攻克了成型过程中球化、变形等问题，终于用3D打印技术制作出第一个零部样件。

　　零件做出来了，但怎么找到该项技术应用于航空领域的切入点成了项目组的困扰。按照巩水利的作风，他推动的每项新技术，都必须坚定不移地以应用于新产品为目标，对每项新技术都要想方设法利用一切机会去推广。

　　在一次某项目工作会中，我国某飞机制造厂讲到当时飞机研制过程中加工某零件工艺上遇到的困难，巩水利就联想到重点实验室正在研究的增材制造技术的难题，他马上召集项目组，开展技术交流。而后，他带领项目组积极进行具体结构的可行性工艺验证，并自行研制了当时国际上最大规格的金属激光选区熔化快速成型设备。

　　部件尺寸较大，大尺寸的工艺突破困难很大，为了早日攻克难关，巩水利和他的项目团队，两年多来没有休息过节假日，每天24小时“连轴转”，就连大年除夕也坚守在科研现场。

　　在制造的零件结构发生变化或者实验失败时，研究团队通过头脑风暴制定出新的实验方法，在几百次的失败中，研制团队越战越勇，勇往直前，将研究成果迅速应用到了我国重点型号的研制中。“梅花香自苦寒来”是项目团队研制历程的真实写照。

　　“巩总的干劲让年轻人自愧不如”

　　锁红波说，巩水利有用不完的干劲，他不服输、拼搏进取的精神让所里很多年轻人都自愧不如。巩水利说：“其实我不喜欢大家叫我‘老巩’，因为我还不老嘛。”

　　就是这股干劲让巩水利带领实验室摆脱落后，跻身前列。一位英国焊接研究所(TWI)的外国专家曾经到我国进行技术交流，对高能束流加工国家级重点实验室落后的技术水平不屑一顾。当时巩水利就下定决心：“一定要让我们的技术走在世界前列。”

　　几年过去后，当这位专家再次来到实验室，看到“双光束激光焊接”等一系列成果，已经处于世界领先地位，由衷地竖起了大拇指。

　　巩水利还把这股干劲传递给年轻人。他一直强调，未来是属于年轻人的，科研工作也必须要有传承。在工作过程中，他更关注年轻人自身发展，提携后生，培养了一批像锁红波、李怀学这样年轻的中流砥柱。

　　立足世界去梦想，巩水利和团队成员的激情拼搏让中国激光焊接技术在短时间内踏入世界先进行列，让他的梦和中国梦，在世界的沃土上开花结果。