引言

当今世界，科技是国家发展的重要助力。科技兴国，更能强国，谁掌握了最尖端的科技，谁就能引领下一个时代的潮流。

在众多的新科技中，3D打印技术尤为受到关注。

而现如今中国在激光3D打印技术上已经走在了世界前列，更是将该技术应用于大型客机C919的生产上，助力C919国产化。

消息一出，让老美分外眼红。

这是中国的一小步，更是人类的一大步，世界制造业格局或将由此改变。

那么，什么是激光3D打印技术？它与C919有何关联？制造业又将迎来怎样的新格局？

让我们走近这一尖端技术，解开疑惑。­

什么是激光3D打印？

想要了解什么是激光3D打印，就必须先明确何为3D打印。

简单来说，3D打印是一种全新的制造方式，其中的“D”是英文“Dimension”的缩写，意思是维度。

传统制造方式诞生于近代两次工业革命之中，本质上是实体机械的加工。但是，3D打印则酝酿于信息革命的浪潮中，以三维CAD模型数据为核心，在此基础上进行再加工。

传统制造

模型建立完毕后，只要逐层添加不同的材料，就可以1:1制造出与CAD模型完全一致的实物。从虚拟到现实，无论是怎样的实体，只要能“画”出来，就能做出来，这便是3D打印的独特之处。

而根据热源的不同，3D打印又可细分为两类，激光打印便是其中之一。

激光温度极高，甚至可以轻松熔化金属，因此适合发展快速成型技术，恰好契合了3D打印的需求。

3D打印

在生产过程中，激光3D打印分为两步，首先要用激光将原材料熔化，不管是什么类型的材料，经过第一步的加工后便会成为粉末状。

随后，再利用电脑程序将粉末堆积成实体，完成制造。

正是因为激光在处理原材料上有着得天独厚的优势，因此激光3D打印常被用于生产结构复杂的零件。

这些零件往往工艺精巧，需要耗费大量人力物力，且出错率高，但只要有了激光3D打印技术，这些问题都可以迎刃而解。

通过程序指令，CAD模型可将复杂的零件“切割”为若干薄层，而只要有了图纸，激光3D打印便可由内而外的制造零件。

激光又快又稳，同时实现了制造过程的“全透明”，方便随时调整纠错，制造精度也由此提升。

CAD模型

相比于其它制造方式，激光3D打印成本低，效率高，精度大，可使用的材料更是最为多样，从电子零件到车辆制造，由航空航天至生物工程，处处都能见到它的身影。

正因如此，激光3D打印技术也成为了各国研究者的“宠儿”，中国技术人员也对此投注了大量心血。好在功夫不负苦心人，2012年，中国激光3D打印技术迎来了一次里程碑式的突破。

这次突破，则与C919飞机有关。

激光3D打印

激光3D打印与C919的国产化

C919飞机，是中国自主设计研发的一种大型民用客机，与运20及鲲龙-600并称为国产大飞机的“三剑客”，实用价值极高，目前服务于全国各条航线，翱翔于碧空之上。

尽管C919是不折不扣的中国飞机，可是在制造上却存在着一个致命的问题，那便是对于国外钛合金部件的依赖。

C919的机翼上有着长达3m的中央翼缘条，这是一种大型的钛合金结构件，在C919的制造中起到了关键性作用。

中国能够制造出这种边缘条，但效率有限，供不应求，只能通过进口的方式向欧美国家寻求帮助，但中国科研人员明白，进口只能解决眼前的问题，终究不是长久之计。

想要让C919成为真正的中国飞机，就必须在钛合金中央翼缘条工艺上有所突破。

因此，中国商飞公司作出了一个大胆的决定，那便是联手国内高校，共同突破技术难题。拥有着丰富研究经验的西北工业大学进入了商飞公司的视野，双方一拍即合，很快在专家的指导下达成了共识：想要大批量自主制造钛合金中央翼缘条，就必须引入激光3D打印。

这句话说着简单，做起来却尤为不易，美国是3D打印技术的起源国，可当时就连美国也无法做到这一点。但西北工业大学的师生们毫不畏惧，认为这正是中国反超美国的一次绝好机会。

于是，在接下来的几年时间里，他们废寝忘食的潜心钻研，最终在2012年取得了喜人的成果。

西北工业大学凝固技术国家重点实验室

2012年6月4日，中国商飞公司高层齐聚西北工业大学凝固技术国家重点实验室，一批国内该领域的尖端学者与他们同行，大家怀着忐忑又激动的心情，见证奇迹的诞生。

实验室内有一个高达6米的激光立体成型设备，在众人期待的目光中，一个崭新的钛合金中央翼缘条逐渐成型，引发了排山倒海般的欢呼。

时任中国工程院副院长的干勇当场断言，中国在激光3D打印技术上已快人一步，领先了世界。

但是，实验成功不意味着该技术就可以直接应用于C919，研究者们又耗费了几个月的时间，才在2012年的除夕夜早上，制造出了符合C919实飞要求的钛合金部件。

钛合金中央翼缘条

他们顾不上庆祝，便开始对这些部件进行力学性测试与变形考核。只有通过这两项检测，才意味着激光3D打印技术的成功。

飞机在高空飞行时会承受巨大的压力，为了确保飞行安全，力学性测试必不可少。这项测试的结果令所有人都感到惊讶，激光3D打印技术制造的钛合金部件，性能数据竟然与锻件相差无几。要知道，在飞机部件的制造中，锻件向来是最高评价的代称。

变形考核的测试时间更漫长，足足进行了一个月。激光3D打印技术虽然优点颇多，但高温也加大了材料形状的不可控性。然而，激光3D打印的钛合金部件不负众望，将最大变形量控制在了0.8毫米以下，令众人欣喜不已。

0.8毫米，这个数字毫无疑问代表了世界尖端水平，中国在该技术上成功超越美国，绝不是一句空话。

在激光3D打印技术的帮助下，C919正向着国产化的目标大步迈进。而这只是一个强有力的讯号，在此背景下，中国制造业巨变的号角已然吹响。

激光3D打印改变制造业格局

从表面上，激光3D打印只是为C919制造出一个关键部件，但实际上，这一技术蕴含着改变中国制造业的巨大潜能，将从根本上改变制造业的产生思维方式。

有了激光3D打印，中国制造的加工成本将被大幅度削减。

在制造普通零件时，激光3D打印可以省去中间步骤，避免组装环节，达到“浑然天成，一体成型”的效果，传统制造业零件单独出现，需要耗费成本拼接，但激光3D打印的零件没有这样的麻烦，极大提高了基础制造业的效率。

而在制造复杂的零件时，这种成本上的控制则更为明显。激光3D打印缩短了多个生产周期，从外形设计到加工研发，均可以合并完成。

除了助力传统制造业全面升级外，激光3D打印技术更能够全面激发中国制造的创新活力。

随着科技的不断发展，激光3D打印技术又可分为选择性激光熔化、激光工程化净成型、选择性激光烧结与金属激光烧结四类。这四类技术各有侧重，象征着创新制造业的崭新方向。

比如，选择性激光熔化技术可被用于制造国防武器，我国目前便利用此技术研究了武器零件受热问题。

不仅如此，这一技术更是突破了传统制造业的定义，将制造业推广至人体修复领域，就连人体内的肋骨也可以利用该技术再造打印，重新修复。

打印骨骼

激光工程化净成型的应用范围也十分广泛，航空领域更是这一技术的强项。

除了制造零件外，激光3D打印技术还能对现有的金属零件进行喷涂，从而以最小的成本，增强其耐磨性。

另外两种激光3D打印也成果斐然，成为了世界各国尖端科技里不可缺少的一环。

更重要的是，激光3D打印技术，能够创造出崭新的模型，极大拓宽想象的范围，实现从“无”到“有”的飞跃。

过去，制造业受到加工工具与环境的种种限制，往往只能呈现出较为单一的产品。但是，激光3D打印技术打破了这种枷锁，让前所未有的“逆向建模”成为可能。

这种技术甚至不光服务于未来，更可以还原过去，就连破损的文物都能因此重获生机。

结语：

由此看来，激光3D打印不光是一种先进的技术，同时也是一种划时代的思想。

在这种技术的加持下，中国制造既能够立足传统，又可以发展创新，在推进传统技术效率与质量提升的同时，促进转型与升级。而在这种思想的引领下，中国制造业或将被重新定义，制造的边界不断拓展，一切都可以制造，一切都值得制造。

参考文献：

1、朱红，陈森昌主编；侯高雁，刘凯主编；易杰参编. 3D打印技术基础[M]. 武汉：华中科技大学出版社, 2017.08.

2、胡建主编. 3D打印基础实务[M]. 重庆：重庆大学出版社, 2019.06.

3、魏冷.“3D打印” 助力C919大型客机[J].大飞机,2013,(第1期).

4、我国成功“打印”C919飞机钛合金部件[J].钛工业进展,2013,(第1期).

5、宁娅硼.激光3D打印技术的发展分析[J].模型世界,2023,(第29期).