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　　“產(chǎn)學(xué)研”相結(jié)合
　　助力“近凈成形”結(jié)構(gòu)件飛上藍(lán)天
　　正是大型鈦合金結(jié)構(gòu)件激光直接制造技術(shù)所具有的短流程、低成本的特性和廣闊的應(yīng)用前景，引起了國(guó)內(nèi)的高度關(guān)注。從2001年起，我國(guó)鈦合金結(jié)構(gòu)件激光快速成形技術(shù)的研究開(kāi)始受到相關(guān)科技管理部門(mén)的高度重視，總裝備部、國(guó)防科工局、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、國(guó)家“973”計(jì)劃、國(guó)家“863”計(jì)劃等主要科技研究計(jì)劃， 均將鈦合金激光直接成形制造技術(shù)作為重點(diǎn)項(xiàng)目給予持續(xù)資助。在此背景下，王華明教授帶領(lǐng)其科研團(tuán)隊(duì)以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用為目標(biāo)，采用“產(chǎn)學(xué)研”相結(jié)合的方式，與沈陽(yáng)飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所、第一飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院等單位展開(kāi)緊密合作，經(jīng)過(guò)持續(xù)十幾年的艱辛努力，在突破飛機(jī)鈦合金小型次承力結(jié)構(gòu)件激光快速成形及應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，突破了飛機(jī)鈦合金大型復(fù)雜整體主承力構(gòu)件激光成形工藝、內(nèi)部質(zhì)量控制、成套裝備研制、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建立及應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)，使我國(guó)成為迄今國(guó)際上唯一實(shí)現(xiàn)激光成形鈦合金大型主承力關(guān)鍵構(gòu)件在飛機(jī)上實(shí)際應(yīng)用的國(guó)家。
　　“研”為“產(chǎn)”之體。技術(shù)的突破是實(shí)現(xiàn)成功應(yīng)用的基礎(chǔ)。零件“變形開(kāi)裂”、“內(nèi)部缺陷和內(nèi)部組織” 控制是制約激光成形技術(shù)的瓶頸，王華明及其科研團(tuán)隊(duì)在解決制約激光成形技術(shù)的難題方面取得了可喜的成績(jī)。在飛機(jī)鈦合金大型整體主承力結(jié)構(gòu)件激光快速成形工藝研究、 工程化成套裝備研發(fā)與裝機(jī)應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)等方面取得了突破性的進(jìn)展，有效解決了激光快速成形鈦合金大型整體主承力結(jié)構(gòu)件“變形開(kāi)裂”預(yù)防、“凝固組織和內(nèi)部缺陷”控制等問(wèn)題。具體的技術(shù)突破包括以下幾個(gè)方面：
　　王華明及其團(tuán)隊(duì)提出了原創(chuàng)性的“熱應(yīng)力離散控制”方法，為解決大型鈦合金主承力結(jié)構(gòu)件激光快速成形過(guò)程零件嚴(yán)重翹曲變形與開(kāi)裂難題找到了一條新路；其次，發(fā)明了激光快速成形雙相鈦合金“特種熱處理”新工藝， 獲得了綜合力學(xué)性能優(yōu)異的顯微組織新形態(tài)，使激光快速成形鈦合金的綜合力學(xué)性能得到顯著提高，為提高飛機(jī)等鈦合金主承力構(gòu)件的使用安全性和損傷容限性能找到了一個(gè)新的解決方法；再次，突破了激光快速成形TA15鈦合金大型結(jié)構(gòu)件內(nèi)部缺陷和內(nèi)部質(zhì)量控制及其無(wú)損檢驗(yàn)關(guān)鍵技術(shù)，飛機(jī)構(gòu)件綜合力學(xué)性能達(dá)到或超過(guò)鈦合金模鍛件水平。
　　“產(chǎn)”為“研”之用。實(shí)現(xiàn)成功應(yīng)用是進(jìn)行技術(shù)突破的目的。本著以這一目標(biāo)信念，王華明教授及其科研團(tuán)隊(duì)在航空制造領(lǐng)域取得了突出的成績(jī)。這些成績(jī)?cè)谝粋€(gè)個(gè)數(shù)字當(dāng)中得到最生動(dòng)的體現(xiàn)：2005年7月成功實(shí)現(xiàn)激光快速成形TA15鈦合金飛機(jī)角盒、TC4鈦合金飛機(jī)座椅支座及腹鰭接頭等4種飛機(jī)鈦合金次承力結(jié)構(gòu)件在 3 種飛機(jī)上的裝機(jī)應(yīng)用，零件材料利用率提高了5倍、周期縮短了2/3、成本降低了1/2以上；制造出了迄今世界尺寸最大的飛機(jī)鈦合金大型結(jié)構(gòu)件激光快速成形工程化成套設(shè)備，其零件激光融化沉積真空腔尺寸達(dá)4000mm×3000mm×2000mm；2009年，王明華團(tuán)隊(duì)利用激光快速成形技術(shù)制造出我國(guó)自主研發(fā)的大型客機(jī)C919的主風(fēng)擋窗框，在此之前只有歐洲一家公司能夠做，僅每件模具費(fèi)就高達(dá)50萬(wàn)美元，而利用激光快速成形技術(shù)制作的零件成本不及模具的1/10；2010年，利用激光直接制造C919達(dá)中央翼根肋，傳統(tǒng)鍛件毛坯重達(dá)1607千克，而利用激光成形技術(shù)制造的精坯重量?jī)H為136千克，節(jié)省了91.5%的材料，并且經(jīng)過(guò)性能測(cè)試，其性能比傳統(tǒng)鍛件還要好。
　　這一系列成功的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了王華明教授讓“近凈成形”結(jié)構(gòu)件飛上藍(lán)天的夢(mèng)想。
　　談及大型鈦合金結(jié)構(gòu)件激光直接制造技術(shù)的發(fā)展前景，王華明既不失客觀，又充滿(mǎn)信心。他認(rèn)為，目前制約大型鈦合金結(jié)構(gòu)件激光直接制造技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的主要問(wèn)題，仍然是激光成形過(guò)程“內(nèi)應(yīng)力控制及零件變形開(kāi)裂預(yù)防”、“內(nèi)部質(zhì)量保障及力學(xué)性能控制”、“技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系”等瓶頸難題，這些難題的存在一方面是由于該技術(shù)發(fā)展時(shí)間還不長(zhǎng)，各方面研究工作仍處于探索階段；另一方面，則是對(duì)于該技術(shù)關(guān)鍵性基礎(chǔ)問(wèn)題的研究和把握不夠，包括，大型金屬構(gòu)件激光快速成形過(guò)程內(nèi)應(yīng)力演化行為規(guī)律、內(nèi)部組織形成規(guī)律和內(nèi)部缺陷形成機(jī)理等。
　　只有夯實(shí)基礎(chǔ)，才能穩(wěn)步前進(jìn)；惟有厘清大型鈦合金結(jié)構(gòu)件激光成形技術(shù)的內(nèi)部機(jī)理，才能讓“近凈成形”結(jié)構(gòu)件飛得更高！

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