C919 客机的钛合金机头窗框,成为中方 3D 打印技术改写行业格局的生动注脚。借助激光增材制造技术,该部件制造周期从传统工艺的 2 年骤缩至 55 天,材料利用率从不足 10% 跃升至 85%,成本仅为欧洲同类产品的零头,一举打破航空制造领域的高价垄断。这一突破背后,是王华明院士团队始于 1992 年的持续攻关,历经 30 年终于攻克 “大型钛合金构件易开裂” 的世界性难题。传统航空钛合金构件制造依赖铸锻工艺,不仅需投入上千万元制作模具,加工周期动辄数月,更难以实现复杂结构成型。而中方研发的激光增材制造技术彻底颠覆了这一模式:在北航实验室里,激光如 “智慧雕刻刀” 精准作用于钛合金粉末,逐层叠加形成构件。运 - 20 的襟翼滑轮架仅用 6 公斤材料便达到毫米级精度,歼 - 20 起落架经该技术升级后使用寿命提升 3 倍,C919 关键构件自此摆脱国外依赖。这项成果于 2012 年斩获国家技术发明一等奖,使中方成为全球唯一实现该技术稳定量产的主体。
技术优势正加速向多领域渗透。在空天领域,C929 机翼支架、长征火箭核心部件应用后,实现 30% 减重与 20% 强度提升;消费电子领域,0.15 毫米厚的钛合金折叠屏铰链可承受超 40 万次开合;汽车行业的 3D 打印车身中框,让车身减重 22% 且刚度提升 35%。中方研发的钛合金材料以 489 兆帕・立方米 / 吨的比疲劳强度,超过美国 F-35 同款材料性能。
产业生态的构建更强化了竞争底气。铂力特等企业搭建千台级设备集群,推动钛合金粉末价格下降 60%,设备国产化率达 85%,形成 “材料 - 设备 - 应用” 的全产业链闭环。在空客 A350 部件招标中,中方企业凭借 40% 的价格优势与 70% 的交付周期缩短成功中标。
从技术突破到产业成熟,中方用 20 年走完了发达国家半个世纪的路程。这场由 3D 打印引领的制造革命,不仅为航空航天等战略领域注入动能,更为全球高端制造的自主创新提供了宝贵经验。