殲-15、殲-16、殲-20、殲-31……近年來，中國軍事科技突飛猛進(jìn)，以先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)為代表的各種尖端武器密集亮相，讓世界看花了眼。近日，在全國兩會上，全國政協(xié)委員、殲-15總設(shè)計師孫聰透露了中國軍工迅速發(fā)展的秘密——領(lǐng)先世界的3D打印技術(shù)。這項被英國《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》認(rèn)為“將推動實現(xiàn)第三次工業(yè)革命”的技術(shù)，早已引發(fā)美國、歐洲諸國的激烈鏖戰(zhàn)，“戰(zhàn)火”從太空一直蔓延到器官移植，從F-35、F-22等先進(jìn)武器“燒”到每個人的日常用品，現(xiàn)在中國竟后來居上，確實讓美歐大吃一驚，一些分析人士稱，中國可能已經(jīng)在殲-20和殲-31兩種隱身戰(zhàn)斗機(jī)上采用了超大尺寸激光增材鈦合金構(gòu)件，其體積可能已經(jīng)超過了美國激光增材技術(shù)的最高水平。目前，中國已具備了使用激光成形超過12平方米的復(fù)雜鈦合金構(gòu)件的技術(shù)和能力，成為目前世界上唯一掌握激光成形鈦合金大型主承力構(gòu)件制造、應(yīng)用的國家。

　　全國兩會上匯集著中國最耀眼的各路“明星”，這當(dāng)然包括全國政協(xié)委員、中航工業(yè)副總工程師、中國航母艦載機(jī)殲-15總設(shè)計師孫聰。2012年11月，殲-15艦載機(jī)在中國首艘航母“遼寧艦”成功起降，讓這位科技明星成了記者追逐的對象。“對不起，對不起，這些真不能說”，面對記者提出的幾個有關(guān)艦載機(jī)的問題，擔(dān)心一開口就說出秘密的孫聰始終微笑著守口如瓶，但還是在不死心的記者“逼問”下，透露了不少“秘密”。

　　“我想說的是，2012年是我國中航工業(yè)和我國航空工業(yè)井噴之年。讓世界震驚的不光是技術(shù)，更因為航空工業(yè)發(fā)展體現(xiàn)了中國速度”，面對記者孫聰如是說。作為我國自行設(shè)計研制的首型艦載多用途戰(zhàn)斗機(jī)，殲-15可以說“高起點(diǎn)，高起步，從一無所有一下子跨越到第三代戰(zhàn)斗機(jī)的艦載機(jī)，殲-15達(dá)到美國最先進(jìn)的第三代艦載機(jī)‘大黃蜂’的技術(shù)水準(zhǔn)。”

　　從沒有技術(shù)儲備、技術(shù)規(guī)范、經(jīng)驗、人才隊伍的一張白紙做起，殲-15如何實現(xiàn)這一飛躍？孫聰透露，殲-15項目率先采用了數(shù)字化協(xié)同設(shè)計理念：三維數(shù)字化設(shè)計改變了設(shè)計流程，提高了試制效率；五級成熟度管理模式，沖破設(shè)計和制造的組織壁壘，而這與3D打印技術(shù)關(guān)系緊密。他透露，鈦合金和M100鋼的3D打印技術(shù)已應(yīng)用于新機(jī)試制過程，主要是主承力部分。

　　在傳統(tǒng)的戰(zhàn)斗機(jī)制造流程當(dāng)中，飛機(jī)的3D模型設(shè)計好后，需要進(jìn)行長期的投入來制造水壓成型設(shè)備，而使用3D打印這種增材制造技術(shù)后，零件的成型速度、應(yīng)用速度得以大幅度提高。如果不是采用3D打印的增材制造技術(shù)，殲-15戰(zhàn)斗機(jī)至今能否首飛都很難講。

　“鈦合金3D打印技術(shù)已用于新機(jī)研制”，這一條消息立刻成為媒體矚目的焦點(diǎn)。引述孫聰?shù)脑捳f，鈦合金和M100鋼的3D打印技術(shù)已廣泛用于新機(jī)設(shè)計試制過程。報道稱，于2012年10月至11月首飛成功的機(jī)型，廣泛使用了3D打印技術(shù)制造鈦合金主承力部分，包括整個前起落架。“2002年，3D打印技術(shù)剛萌芽時，我們就進(jìn)行相關(guān)技術(shù)研發(fā)，通過與北航的合作，目前已具備一定產(chǎn)業(yè)能力。”

　　同時擔(dān)任“鶻鷹”飛機(jī)(殲-31)總設(shè)計師的孫聰透露另一個好消息，希望“鶻鷹”飛機(jī)未來和殲-20進(jìn)行高低任務(wù)搭配，保持持續(xù)打擊能力，同時也希望“鶻鷹”的改進(jìn)版能成為中國下一代艦載機(jī)。相信在3D打印技術(shù)的支持下，這一天也會很快到來。

　　傳統(tǒng)數(shù)控制造主要是“去除型”，即在原材料基礎(chǔ)上，使用切割、磨削、腐蝕、熔融等辦法，去除多余部分，得到零部件，再以拼裝、焊接等方法組合成最終產(chǎn)品，而3D打印則顛覆了這一觀念，無需原胚和模具，就能直接根據(jù)計算機(jī)圖形數(shù)據(jù)，通過一層層增加材料的方法直接造出任何形狀的物體，這不僅縮短產(chǎn)品研制周期、簡化產(chǎn)品的制造程序，提高效率，而且大打降低了成本，因此被稱為“增材制造”。

　　以一個手電筒為例，3D打印機(jī)能通過電腦將手電筒進(jìn)行立體掃描，創(chuàng)建三維設(shè)計圖，之后對這個立體原型進(jìn)行“切片”，分成一層一層的，之后，打印機(jī)就將原材料按照設(shè)計圖一層一層地“噴”上去，直到最終造出一個手電筒來，只不過3D打印機(jī)噴出的不是墨粉，而是融化的樹脂、金屬或者陶瓷等材料。

　　美國空軍一下子就被這種新技術(shù)吸引，他們認(rèn)為，如果將這種技術(shù)用在武器制造上，產(chǎn)生的威力將是驚人的。在航空工業(yè)上廣泛被使用的一種金屬是鈦，它的密度只有鋼鐵的一半，強(qiáng)度卻遠(yuǎn)勝于絕大多數(shù)合金，如果通過激光將鈦熔化并一層層噴出飛機(jī)來，無疑將大大提高美國戰(zhàn)機(jī)的制造速度。為此，1985年，在五角大樓主導(dǎo)下，美國秘密開始了鈦合金激光成形技術(shù)研究，1992年這項技術(shù)才公之于眾。

　　不過，由于在制造過程中鈦合金變形、斷裂的技術(shù)難題無法解決，美國始終無法生產(chǎn)高強(qiáng)度、大尺寸的激光成形鈦合金構(gòu)件。2005年，美國從事鈦合金激光成型制造業(yè)務(wù)的商業(yè)公司Aeromet由于始終無法生產(chǎn)出性能滿足主承力要求的大尺寸復(fù)雜鈦合金構(gòu)件，沒能實現(xiàn)有價值的市場應(yīng)用而倒閉。美國的其他國家實驗室也無法攻克這一難題，只能進(jìn)行小尺寸鈦合金部件的打印或進(jìn)行鈦合金零件表面修復(fù)。

　　用3D打印技術(shù)制造戰(zhàn)機(jī)，中國并不是第一家。1984年，美國開發(fā)出從數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)打印出3D物體的技術(shù)，并在2年后開發(fā)出第一臺商業(yè)3D打印機(jī)。之所以叫“打印機(jī)”，是因為它借鑒了打印機(jī)的噴墨技術(shù)，只不過，普通的打印機(jī)是在紙上噴一層墨粉，形成二維(2D)文字或圖形，而3D打印則能“打”出三維的立體實物來。

        我國于1999年開始金屬零件的激光快速成形技術(shù)研究，在國家“863”、“973”計劃、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項目等的大力支持下，集中開展了鎳基高溫合金及多種鈦合金的成形研究，形成了多套具有工業(yè)化示范水平的激光快速成形系統(tǒng)和裝備；掌握了金屬零件激光快速成形的關(guān)鍵工藝及組織性能控制方法，所成形的TC4、TA15、TA12等鈦合金及Inconel 718合金的力學(xué)性能均達(dá)到或超過鍛件的水平，為該技術(shù)在上述材料零件的直接制造方面奠定了基礎(chǔ)；近年來，我國在飛機(jī)鈦合金大型整體結(jié)構(gòu)件的激光快速成形方面取得了重要突破，有效解決了激光快速成形鈦合金大型整體結(jié)構(gòu)件的變形開裂及內(nèi)部質(zhì)量控制兩大技術(shù)難題，通過對鈦合金零件凝固組織的有效控制，所成形的飛機(jī)鈦合金結(jié)構(gòu)件的綜合力學(xué)性能達(dá)到或超過鈦合金模鍛件，已通過裝機(jī)評審并得到應(yīng)用。

　　中國的鈦合金激光成形技術(shù)起步較晚，直到1995年美國解密其研發(fā)計劃3年后才開始投入研究。早期基本屬于跟隨美國的學(xué)習(xí)階段，不過卻后來居上，其中，中航激光技術(shù)團(tuán)隊取得的成就最為顯著。“觀察者網(wǎng)”文章表示，早在2000年前后，中航激光技術(shù)團(tuán)隊就已開始投入“3D激光焊接快速成型技術(shù)”研發(fā)，解決了多項世界技術(shù)難題、生產(chǎn)出結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸達(dá)到4米量級、性能滿足主承力結(jié)構(gòu)要求的產(chǎn)品。

　　目前，中國已具備了使用激光成形超過12平方米的復(fù)雜鈦合金構(gòu)件的技術(shù)和能力，成為目前世界上唯一掌握激光成形鈦合金大型主承力構(gòu)件制造、應(yīng)用的國家。在解決了材料變形和缺陷控制的難題后，中國生產(chǎn)的鈦合金結(jié)構(gòu)部件迅速成為中國航空力量的一項獨(dú)特優(yōu)勢，目前，中國先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)上的鈦合金構(gòu)件所占比例已超過20%。