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“来了!来了!” 人们跑着、跳着、欢呼着……2020年5月8日,内蒙古大草原上陷入一片热闹的海洋。人们抬起头,望着遥远而深邃的天空,蔚蓝色的天空清澈而明亮,看起来美极了。只见在几千米的高空之上,有三个大小相当于5个篮球场的降落伞在缓缓飘来。它们载着我国新一代载人飞船试验船返回舱,在预定区域成功着陆,飞行任务试验取得圆满成功。搜救分队在第一时间发现目标,并到达着陆现场开展处置,经现场确认,舱体结构完好。这个“完好”来得太不容易,因为最容易出问题的载人飞船“锅底”,竟然一丁点的损伤都没有。
也许你会不信,这个载人飞船的“锅底”是用金属3D打印技术制造的。这个技术的发明人,就是中国工程院院士、北京航空航天大学材料学院教授王华明先生。
大型金属构件是庞大飞船的基础部件,尤其是飞船的“锅底”,面积大、磨损大,在着陆的过程中一旦出现问题,后果不堪设想。所以,飞船“锅底”对技术要求之高可想而知。但是,传统技术无法克服生产过程中物理冶金和锻造成形的原理性制约。事实上,能否突破传统制造技术天花板,已经成为公认的世界性难题。大事、难事看担当,王华明教授接下了载人飞船“锅底”的“大活”后,开始了孜孜不倦的研究、试验。
2007年,王华明教授与团队研究人员,在经历了无数个日日夜夜的艰苦奋战后,终于在除夕夜利用金属3D打印技术完成了一个大型零件。然而,短暂的喜悦过后,大年初一早上,王教授赶往实验室,却发现零件已裂成几块,这意味着整个团队耗费两年多时间解决问题的尝试以失败告终。
于是,王华明教授在失败经验的基础上,带领团队另辟蹊径,为金属3D打印机制造出一个其貌不扬的大箱子,大到能打印出12平方米的大零件。他们利用计算机数控技术,把模型在计算机里面切成无穷多的薄片进行层层堆积,从而生产出飞船需要的大型“锅底”;从突破材料天花板入手,通过熔化凝固,让金属晶体变得细小、致密、没有孔洞,再制造出成分均匀的大型金属构件。这个构件就是载人飞船的“锅底”,它相貌平平,却非常有“内涵”——重量轻、强度大、耐腐蚀、耐高温。
直到2020年2月,王华明教授终于和同事打印出了钛合金框架,安装成载人飞船的“锅底”。当飞船执行返回指令、进入地球的时候,穿过稠密的大气层,经历几千度的高温,钛框架的作用就是支撑防热结构。如果这个框架足够结实,即使是在强大的气动压力面前,它也会安然无恙。
科研是十年磨一剑,然而可能一生磨一剑,也未必能磨成。国之重器,成于小微。单单是这个载人飞船“锅底”,就足以让我们自豪地說,金属3D打印技术为中国的超级装备打造了另一张名片。
中国是目前世界上唯一一个能够利用金属3D打印技术,制造重大装备中主要承力结构件并实现工程应用的国家。中国,正在王华明们的孜孜以求中,向着太空进发。
话题拓展:不畏磨难;创新;突破;国之重器
素材分析:
磨难中孜孜以求的中国,在持续不断的科研中变大、变强,如今正朝着更广阔的天空腾飞!
也许你会不信,这个载人飞船的“锅底”是用金属3D打印技术制造的。这个技术的发明人,就是中国工程院院士、北京航空航天大学材料学院教授王华明先生。
大型金属构件是庞大飞船的基础部件,尤其是飞船的“锅底”,面积大、磨损大,在着陆的过程中一旦出现问题,后果不堪设想。所以,飞船“锅底”对技术要求之高可想而知。但是,传统技术无法克服生产过程中物理冶金和锻造成形的原理性制约。事实上,能否突破传统制造技术天花板,已经成为公认的世界性难题。大事、难事看担当,王华明教授接下了载人飞船“锅底”的“大活”后,开始了孜孜不倦的研究、试验。
2007年,王华明教授与团队研究人员,在经历了无数个日日夜夜的艰苦奋战后,终于在除夕夜利用金属3D打印技术完成了一个大型零件。然而,短暂的喜悦过后,大年初一早上,王教授赶往实验室,却发现零件已裂成几块,这意味着整个团队耗费两年多时间解决问题的尝试以失败告终。
于是,王华明教授在失败经验的基础上,带领团队另辟蹊径,为金属3D打印机制造出一个其貌不扬的大箱子,大到能打印出12平方米的大零件。他们利用计算机数控技术,把模型在计算机里面切成无穷多的薄片进行层层堆积,从而生产出飞船需要的大型“锅底”;从突破材料天花板入手,通过熔化凝固,让金属晶体变得细小、致密、没有孔洞,再制造出成分均匀的大型金属构件。这个构件就是载人飞船的“锅底”,它相貌平平,却非常有“内涵”——重量轻、强度大、耐腐蚀、耐高温。
直到2020年2月,王华明教授终于和同事打印出了钛合金框架,安装成载人飞船的“锅底”。当飞船执行返回指令、进入地球的时候,穿过稠密的大气层,经历几千度的高温,钛框架的作用就是支撑防热结构。如果这个框架足够结实,即使是在强大的气动压力面前,它也会安然无恙。
科研是十年磨一剑,然而可能一生磨一剑,也未必能磨成。国之重器,成于小微。单单是这个载人飞船“锅底”,就足以让我们自豪地說,金属3D打印技术为中国的超级装备打造了另一张名片。
中国是目前世界上唯一一个能够利用金属3D打印技术,制造重大装备中主要承力结构件并实现工程应用的国家。中国,正在王华明们的孜孜以求中,向着太空进发。
话题拓展:不畏磨难;创新;突破;国之重器
素材分析:
磨难中孜孜以求的中国,在持续不断的科研中变大、变强,如今正朝着更广阔的天空腾飞!