華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院教授，數(shù)字制造裝備與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室工藝方向?qū)W術(shù)帶頭人，東京大學(xué)工學(xué)博士。曾主持完成20多項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金、863計(jì)劃、國(guó)防預(yù)研等課題，先后獲得20項(xiàng)國(guó)內(nèi)發(fā)明專(zhuān)利和1項(xiàng)國(guó)際發(fā)明專(zhuān)利。

“弧光留下刺眼的烙印，無(wú)怨，那是冬日唯一的火種，烤炙著漫天的雪花，照亮著拓路者前行，更傳承著格物致知……”這是華中科技大學(xué)碩士研究生龔巨秋，送給導(dǎo)師張海鷗教授的一首詩(shī)《奮斗者之歌》，也是張海鷗科研生涯的生動(dòng)寫(xiě)照。

3月初，記者走進(jìn)華中科大機(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)正加緊制造一批應(yīng)用于航空領(lǐng)域的高端金屬鍛件。今年1月6日，他們團(tuán)隊(duì)攜大型3D鍛銑鑄技術(shù)和歐洲空中客車(chē)公司簽署了科研項(xiàng)目合作協(xié)議。這意味著，在不久的將來(lái)，空客飛機(jī)的機(jī)翼、發(fā)動(dòng)機(jī)等零部件將可能實(shí)現(xiàn)“中國(guó)打印”。

上世紀(jì)末，張海鷗初到華中科技大學(xué)任教，就邁開(kāi)了創(chuàng)新的第一步——用等離子熔射技術(shù)制造金屬模具和金屬零件。

等離子技術(shù)并不是張海鷗的首創(chuàng)，但他卻是應(yīng)用等離子技術(shù)來(lái)制造金屬模具和零件第一人。張海鷗將這一技術(shù)不斷完善、創(chuàng)新，并應(yīng)用到汽車(chē)模具制造、先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)高溫零部件制造等領(lǐng)域，獲得了國(guó)內(nèi)外同行的高度評(píng)價(jià)。

當(dāng)時(shí)，金屬3D打印出的制件表面比較粗糙，無(wú)法直接當(dāng)零件使用，需進(jìn)行后續(xù)機(jī)械加工。于是，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)行銑削加工，成功解決了難題，一舉獲得國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利。

隨后，張海鷗開(kāi)始構(gòu)想如何讓金屬3D打印制件具備鍛件性能，使之能應(yīng)用于高端領(lǐng)域。很多同行對(duì)此束手無(wú)策，而張海鷗偏偏要去挑戰(zhàn)這樣一個(gè)大家認(rèn)為不可能完成的事。

“研發(fā)過(guò)程是艱難的。”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5年前國(guó)內(nèi)對(duì)3D打印并不看好，幾乎得不到支持。但張海鷗沒(méi)有放棄，他堅(jiān)信這項(xiàng)技術(shù)具有戰(zhàn)略?xún)r(jià)值。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。后來(lái)，這種技術(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，性能均超過(guò)傳統(tǒng)制件。

走進(jìn)張海鷗的實(shí)驗(yàn)基地，一臺(tái)長(zhǎng)4米、高和寬均為2米的“鐵疙瘩”映入眼簾，它是世界上首次成功打印出具有鍛件性能的高端金屬零件。記者看到，在填充金屬絲材后，打印針頭來(lái)回移動(dòng)，材料從3D打印針頭中被擠出來(lái)，物料在這一過(guò)程中被一層一層疊加成形，同時(shí)高溫?zé)崽幚恚堓佈刂鄯e層鍛造，最后銑削成形。

“這項(xiàng)技術(shù)在縮短流程、減少巨型鍛機(jī)使用，降低成本，提升效率方面效果顯著。”張海鷗介紹，原先需要8萬(wàn)噸力才能完成的動(dòng)作，現(xiàn)在用不到八萬(wàn)分之一的力即可完成，同時(shí)用一臺(tái)設(shè)備完成了過(guò)去諸多大型設(shè)備才能完成的工作。

根據(jù)空客公司和美國(guó)通用電氣公司對(duì)飛機(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的需求,張海鷗團(tuán)隊(duì)將利用該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行研發(fā)與打印。他告訴記者,中鋼集團(tuán)意識(shí)到該技術(shù)的革命性意義,欣然幫助他們建立工程化應(yīng)用研發(fā)基地,為大飛機(jī)“打印”中國(guó)零件插上了“夢(mèng)的翅膀”。