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【转载】中国目前领先世界的三大技术——  

2015-04-23 07:59:15|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文转载自俊哥儿老弟的博客《中国目前领先世界的三大技术——》
中国目前领先世界的三大技术——
中国目前领先世界的三大技术—— - 一统江山 - 一统江山的博客 

  一、近来,中国有三大技术突破领先世界——

  一是3D打印技术。所谓3D打印技术实际是由计算机控制的依照3D设计图纸直接打印出零部件的技术。据介绍,传统的制作方式是去除型,如锻造切割制造技术,是在毛坯基础上将多余的材料切割下来;而3D打印则是增材型,采取叠加技术,层层粘贴,直至完成所要的部件。这种方法,一是快,二是省,三是精密。据介绍,近年来,中国军事科技之所以突飞猛进,以先进战机为代表的各种尖端武器密集亮相,与中国掌握爆出了领先世界的3D打印技术有绝大关系。

  二是激光制造技术。3D打印加激光切割、打磨,可以使部件完美无缺。据介绍, 早在2000年前后,中航激光技术团队就已开始投入“3D激光焊接快速成型技术研发,解决了多项世界技术难题、生产出结构复杂、尺寸达到4米量级、性能满足主承力结构要求的产品。目前,中国已具备了使用激光成形超过12平方米的复杂钛合金构件的技术和能力,成为目前世界上唯一掌握激光成形钛合金大型主承力构件制造、应用的国家。在解决了材料变形和缺陷控制的难题后,中国生产的钛合金结构部件迅速成为中国航空力量的一项独特优势,目前,中国先进战机上的钛合金构件所占比例已超过20%

  中国民用航空制造业也开始应用这一技术。在西北工业大学凝固技术国家重点实验室下设的激光制造工程中心,通过激光立体成型技术为将于2014年投产、2016年投入运营的国产客机C-919制造了钛合金翼梁,长度超过5米。除制造外,这些部件即使出现问题,也可以使用同样的技术进行修复,而无需重新制造,这将可以节省大量用于更换受损部件的费用。凭借激光钛合金成形技术,中国在航空材料科学领域第一次走在了世界先进水平的前列,正因为如此,今年118日,国务院向飞机钛合金大型复杂整体构件激光成形技术颁发国家技术发明奖一等奖。

 据介绍,中国激光制造技术的成功应该归功于29岁就成为中国科学院半导体所最年轻的研究员林学春及其于2005年带头创建的全固态光源实验室。在他的带领下,实验室克服重重困难,相继突破3kW4kW6kW8kW激光输出。2008年,以林学春作为项目负责人承担的“863”重点项目高功率5千瓦全固态激光器的课题高功率全固态激光器研究通过了科技部专家组严格评估,这是我国首次研制成功的满足工业需求的5千瓦级全固态激光器,在打破国际禁运、实现激光先进制造装备工程化方面实现了重大突破。

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 三是超级钢技术。“30年后,将是超级钢铁的时代。我国轧钢领域的着名专家东北大学刘相华教授在接受科技日报采访时,表达了自己对于超级钢未来发展趋势的预测。

 2012年,央视《创新中国》栏目报道,我国的微晶钢(超级钢)居于世界领先地位。超级钢的特点是:低成本、高强韧性、环境友好、节省合金元素和有利于可持续发展,被视为钢铁领域的一次重大革命;我国是目前世界上唯一实现超级钢的工业化生产的国家,其他国家的超级钢尚未走出实验室。预计到2015年,我国高强度钢筋产量比例将达到80%。其中三分之一按照超级钢的思路组织生产,其产量将超过3000万吨。

 超级钢有广阔的应用前景。过去依靠添加微合金元素来改善性能的船板钢、桥梁钢、容器板等,均可通过细化晶粒来提高强度,改善韧性,提高使用性能。超级钢开发成功,已经对我国钢材品种更新换代产生重要影响,具备超级钢特征的低成本、高性能、细晶粒新一代钢种系列,已经开始逐渐取代陈旧的钢号标准,超级钢作为里程碑式的标志,载入了我国钢铁产品开发的史册。

 这三大技术都是军民两用技术,用之以经济建设,可以促进低炭、节约和循环经济发展,提高工程质量和性能,用之以军事,可以大幅度提高装备的战斗力,对于发展我国蓝水海军、天军、无人机部队等等,都具有重大战略意义。

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 二、三项技术的全球竞争风云乍起、山雨欲来——

 根据有关报道,尽管中国处于上述三大技术的国际领先地位,但绝非高枕无忧。目前,西方国家尤其是美国对于上述三大技术的投入力度和关注程度决不必中国差。而且,由于美国科技储备和研发能力仍远胜于中国,只要美国认准三大技术之于国防和经济建设的战略意义,就决不会甘于落后中国。

 实际上,在3D打印方面,美国起步远早于中国。早在1984年,美国开发出从数字数据打印出3D物体的技术,并在2年后开发出第一台商业3D打印机。美国空军一下子就被这种新技术吸引,他们认为,如果将这种技术用在武器制造上,产生的威力将是惊人的。

 一是可完成**型零部件制造。传统钛合金零件制造,主要依靠铸造和锻造,由于受到机器的限制,3万吨大型水压机只能锻造不超过0.8平方米的零件,即使世界最大的8万吨水压机,锻造的零件尺寸也不能超过4.5平方米。

 二是节约材料,降低成本。使用传统锻造切削工艺,原料的95%都会被作为废料切掉。使用激光钛合金成形技术,等于节约了90%的昂贵的原材料,还不需要制造专用模具,原本相当于材料成本1-2倍的加工费现在只需原来的10%。加工1吨重的钛合金复杂结构件,传统工艺成本大约2500万元,而激光3D焊接快速成型技术的成本仅130万元左右,仅是传统工艺的5%

 三是大幅度提高武器装备的战斗力。许多复杂结构的钛合金构件可以通过3D打印的方式一体成型。不仅节省工时,还大大提高材料强度。美国F-22战机的钛合金锻件如果使用3D打印技术制造,在强度相当的情况下,重量最多可减少40%

 四是可以实现订单式生产、模块化、移动化生产。比如太空设备修复。只要飞船升空时带上一台3D打印机,宇航员们就只需携带所需的金属丝物料,不用携带零部件成品,节省空间的同时减轻了负载,更重要的是,他们几乎可以按需打印任何物品,上太空时也无需担心发射时遗漏物资和设备。

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 为此,1985年在五角大楼主导下,美国秘密开始了钛合金激光成形技术研究,1992年这项技术才公之于众,在2002年美国已将激光成形钛合金零件装上了战机。但是,由于在制造过程中钛合金变形、断裂的技术难题无法解决,美国始终无法生产高强度、大尺寸的激光成形钛合金构件。2005年,美国从事钛合金激光成型制造业务的商业公司Aeromet由于始终无法生产出性能满足主承力要求的大尺寸复杂钛合金构件,没能实现有价值的市场应用而倒闭。美国的其他国家实验室也无法攻克这一难题,只能进行小尺寸钛合金部件的打印或进行钛合金零件表面修复。

 中国在钛合金3D打印技术上的突飞猛进,使美国甚为着急。今年114日,美国Sciaky公司宣布,他们已成功掌握了突破性的直接制造技术,使用电子束进行钛合金3D打印,制造的零件尺寸可以达到5.8×1.2×1.2米。

 这一消息让另一航天大鳄——欧洲有些坐不住。20132月初,欧洲航天局宣布,将利用3D打印技术在月球上建立首个人类基地,计划让机器人携带3D打印机空降到月球上,就地取材,利用3D打印技术将月球上的原始土壤转变成建筑材料。欧洲航天局表示,月球基地建筑材料的90%都可能实现就地取材。一切进展顺利的话,该月球基地有望在未来40年内投入使用。

 综上所述,在三项技术方面的国际竞争十分激烈,完全可以用如火如荼、刀光剑影来形容。

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 三、中国不能成为龟兔赛跑中的那只兔子——

 中国有个寓言故事叫做龟兔赛跑。开始,兔子遥遥领先,但是,由于太过轻视对手,中途睡觉,最终被爬行的乌龟超越成功,丢掉了原本胜券在握的比赛。上个世纪末,有国际人士在比较中印时引用了这一寓言,把中国比作兔子,印度比作乌龟,并预言印度龟最终将战胜中国兔。网友们经常以兔子代称中国,大抵典出于此。

 青衫老祖认为,把中国称为兔子并无不可。这有利于时常提醒中国人民,中国能够成为兔子是中国的优秀之处,但是,中国必须避免成为骄傲自满的兔子、中途睡觉的兔子,要始终保持危机感和忧患意识,始终保持进取精神和创新锐气,朝着既定目的开拓前进。

 建设中国特色社会主义伟大事业是这样,在三项技术方面也是这样。已经成为兔子的中国务必保持清醒,牢牢把握竞争主动权,不断巩固和扩大领先优势,力争依靠包括三项技术在内的创新引领,完成对西方国家的弯道超车,实现中华民族伟大复兴。

 一是要再接再厉,继续在技术成熟度、通用性等方面下功夫,为三项技术开辟更广泛的应用前景。

 二是要抓紧制定相关标准,实施标准化战略和知识产权战略,加强保密管理,确保核心竞争力始终掌握在中国手里。

 三是加大国家对三项技术的支持性投入,纳入建设创新型国家战略,为三项技术的研发应用注入不竭动力。

 四是加快三项技术向航海航天航空等战略性产业领域的应用,加快科技成果向战斗力、生产力领域的转移步伐,统筹富国与强军,让中国兔子跑得更快更稳健。

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