他是中國“金屬3D打印”領域的領軍(jun) 人物。

他的激光增材製造技術，為(wei) 運-20、殲-15等國產(chan) 大飛機和新型戰鬥機提供了關(guan) 鍵受力大型部件，做出了不可磨滅的貢獻。

他如何與(yu) 3D打印結緣？麵對科研攻關(guan) 的種種難題，他為(wei) 什麽(me) 能舉(ju) 重若輕？他快樂(le) 的源泉又是什麽(me) ？

今天是五一國際勞動節。勞動最快樂(le) ，奮鬥最幸福。我們(men) 一起聽北航材料科學與(yu) 工程學院王華明院士分享他的“奮鬥”與(yu) “幸福”。

為(wei) 祖國“飛天”

王華明院士

所有的幸福都是奮鬥出來的。

我跟3D打印技術的緣分，可以說是始於(yu) 1989年。當時我在中科院金屬研究所讀博士後，采用激光熔凝手段修複發動機葉片，發現修複後的葉片性能比原來好。因為(wei) 激光熔凝處理會(hui) 使材料瞬間達到高溫，再快速冷卻，金屬內(nei) 部的晶粒就會(hui) 非常細小，化學成分更均勻，性能自然更好。當時我想，如果運用激光熔凝技術製造葉片，跟傳(chuan) 統方法相比就會(hui) 有質的提升。

現在我們(men) 做的事，已經持續了20多年，就是“鈦合金大型複雜整體(ti) 構件激光成形技術”的研究和應用。2012年，我們(men) 這項技術獲得了國家技術發明一等獎。我們(men) 很自豪地說，目前在這一領域我們(men) 的研究在國際上處於(yu) 引領地位。

飛機、航空發動機等高端裝備中一些大型關(guan) 鍵結構件，用傳(chuan) 統方法製造是非常困難的，代價(jia) 也是巨大的。3D打印的優(you) 勢在於(yu) ，不需要開模，質量可靠，性能優(you) 異，尤為(wei) 重要的一點是，可以大幅實現零件“減重”，降低能耗。通過3D打印技術，既解決(jue) 了科學前沿問題，又滿足了國家重大裝備製造需求，實現“彎道超車”。

王華明在測量激光成型零件尺寸

當然，困難和問題也是如影隨形的。

舉(ju) 個(ge) 小例子，我記得那是2007年春節，我們(men) 取得了一些技術突破，可以製作比較大型的裝備零件。開始的目標是爭(zheng) 取臘月二十之前完成，但由於(yu) 總出現各種問題，一直拖到除夕當天下午。

那天，負責數控機床操作的張述泉買(mai) 了回家過年的火車票，臨(lin) 行前，他手把手教留京過年的方豔麗(li) 操作設備。加上我，團隊技術人員剩下3個(ge) 人，還有三個(ge) 負責起運零件的工人師傅，我們(men) 一起在實驗室裏度過了一個(ge) “難忘”的春節。

除夕當晚7、8點鍾，實驗終於(yu) 成功了，零件製造完成，重量足有200公斤。由於(yu) 激光3D打印溫度極高，在製造完成後必須馬上入爐進行熱處理，不然溫度的劇烈變化極易造成零件開裂。但是，由於(yu) 尺寸不合適，師傅們(men) 用了九牛二虎之力還是無法將零件放入熱處理爐中。

那是北京第一年恢複燃放煙花爆竹，很快，過年的鞭炮聲從(cong) 四麵八方響起來了，我們(men) 卻進退兩(liang) 難，麵對終於(yu) 成功的龐然大物一般的零件，內(nei) 心不知是喜是憂。這時，家人催促回家過年的電話鈴聲也響起來了，我冷靜一會(hui) 兒(er) ，告訴大家：“不管了，先回家過年”。

我們(men) 最終還是沒有把零件放進爐中，隻能暫時放在實驗室，我和另一個(ge) 老師一起走在回家的路上，除夕的校園寂然無人，隻有零落的鞭炮聲，我的內(nei) 心像空了一塊，又像被揉皺了，非常糾結。初一早上，我吃了兩(liang) 粒湯圓，趕快趕到實驗室，發現零件果然裂了，裂成了三段。我當時想，這麽(me) 大的零件，裂開的聲音一定像爆炸一樣，不知道有沒有人聽到。

再如，3D打印大型構件存在內(nei) 應力大的問題，容易造成零件開裂。我們(men) 嚐試了多種方法後仍然宣告失敗，最後用最簡單的物理學原理，先化整為(wei) 零，再積零為(wei) 整，實現了內(nei) 應力離散。

現在說起來，好像都十分簡單輕鬆，像是“事後諸葛亮”，但是當時研究過程的艱辛和痛苦還是曆曆在目的。

王華明（右二）和團隊成員查看3D打印的整體(ti) 葉盤的質量

做技術就是這樣，會(hui) 遇到種種問題，失敗的時候會(hui) 沮喪(sang) 一會(hui) 兒(er) ，但奮鬥的過程是愉悅的，解決(jue) 問題後又是非常興(xing) 奮的。看著自己的3D打印零件一毫米一毫米地長大，是一個(ge) 非常美妙的過程。

2013年之後，我們(men) 慢慢從(cong) 打印投影麵積5平方米的零件，到今天打印投影麵積超過16平方米的零件。現在，看著自己製造的零件可以上天入海，我覺得自己苦熬的那些日日夜夜都沒有白費。“飛天”，這是多麽(me) 大的幸運和榮光！

我的團隊核心成員大多是80後，風華正茂，我們(men) 享受奮鬥的快樂(le) 。大家心往一處想，勁往一處使，用“螞蟻啃骨頭”的精神工作，一點一滴收獲，當然，最快樂(le) 的事情也正是在這裏，為(wei) 國家和民族奮鬥，榮譽感、自豪感自不待言。

我的團隊同事都是如此，工作最緊張的時候大家分成兩(liang) 班，上夜班的同事好幾個(ge) 月見不到太陽。劉棟才30多歲，頭發就都白了。方豔麗(li) 臨(lin) 產(chan) 前兩(liang) 天，還堅守在崗位上，孩子才一兩(liang) 歲，就帶著孩子堅持工作。早期我們(men) 設備還不夠先進，張述泉要蹲在地上觀察打印過程，一看就是好幾個(ge) 小時，連著幾年如此，沒點毅力、沒點情懷，怎麽(me) 能堅持下來！但他們(men) 就是這樣不計名利地工作，毫不在意個(ge) 人得失。

張述泉告訴我，周末如果在家沒來實驗室，就會(hui) 不由自主地踱來踱去，感覺身心無處安放，這是長年每周工作7天、每天工作12小時的習(xi) 慣使然。我也是如此，把自己關(guan) 進辦公室，一旦開始研究問題，心裏就非常充實，感覺不到時間的流逝。

為(wei) 祖國奮鬥，我很快樂(le) 。

文/王華明

王華明院士簡介

王華明，中國工程院院士，現任北京航空航天大學材料學院教授、大型金屬構件增材製造國家工程實驗室主任、國防科技工業(ye) 激光增材製造技術研究應用中心主任、航空科學與(yu) 技術國家實驗室（籌）航空材料與(yu) 結構首席科學家，是教育部長江學者特聘教授、國家傑出青年科學基金獲得者、教育部創新團隊和科技部重點領域創新團隊帶頭人、國防973項目首席、北京高校教學名師，入選首批國家“高層次人才特殊支持計劃（萬(wan) 人計劃）”科技創新領軍(jun) 人才、首批新世紀百千萬(wan) 人才工程國家級人選，獲全國五一勞動獎章、航空報國金獎一等獎、何梁何利科學與(yu) 技術進步獎和第四屆國防科技工業(ye) 傑出人才獎。

王華明教授長期從(cong) 事大型金屬構件激光增材製造和激光表麵工程技術研究，率先突破鈦合金、超高強度鋼等高性能難加工金屬大型複雜整體(ti) 關(guan) 鍵構件激光增材製造工藝、成套裝備、質量控製和工程應用關(guan) 鍵技術，開拓機械裝備嚴(yan) 酷環境關(guan) 鍵摩擦副零部件激光熔覆金屬矽化物高溫耐蝕耐磨特種塗層新領域，成果在飛機、導彈、衛星、航空發動機等裝備研製和生產(chan) 中工程應用。發表SCI收錄論文180餘(yu) 篇，第一完成人獲部級一等獎以上科技成果獎勵4項，其中“飛機鈦合金大型複雜整體(ti) 構件激光成形技術”成果獲2012年度“國家技術發明一等獎”。