運(yùn)用3D打印技術(shù)，她為我國戰(zhàn)機(jī)插上強(qiáng)勁“翅膀”

藍(lán)草

航空工業(yè)發(fā)展的一小步，背后都是成百上千項(xiàng)的技術(shù)突破與創(chuàng)新。在有著“中國殲擊機(jī)搖籃”之稱的沈陽飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)，“羅陽青年突擊隊(duì)”近10年來共解決各類生產(chǎn)技術(shù)質(zhì)量問題1000余項(xiàng)。身為“羅陽青年突擊隊(duì)”的一員，高級(jí)主管工程師李曉丹，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)把3D打印技術(shù)應(yīng)用在飛機(jī)制造上，以最短時(shí)間創(chuàng)造了業(yè)內(nèi)高端裝備零件生產(chǎn)的奇跡，讓我國的增材制造技術(shù)領(lǐng)先世界

立志報(bào)國，她將科研攻關(guān)目標(biāo)瞄準(zhǔn)航空制造領(lǐng)域的前沿——金屬增材制造技術(shù)

2012年，李曉丹從東北大學(xué)冶金物理專業(yè)博士畢業(yè)后，入職沈陽飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)（以下簡稱“沈飛公司”）。在這里，她結(jié)識(shí)了正為解決艦載機(jī)攔阻鉤難題而費(fèi)盡心思的公司總經(jīng)理羅陽。李曉丹回憶：“殲-15艦載機(jī)快上艦的時(shí)候，攔阻鉤的難題一直沒能解決，羅陽就帶著我們這些技術(shù)人員把所有可能的影響因素一一列出來，然后逐一進(jìn)行推敲，不斷調(diào)整主攻方向和研制模式。我與他雖然只有為數(shù)不多的幾次接觸，但直到現(xiàn)在都忘不了他工作中的那股韌勁。”

2012年年底，羅陽在隨遼寧號(hào)航母成功完成殲-15艦載機(jī)首次起降試驗(yàn)任務(wù)返港靠岸后，因勞累過度，不幸犧牲，年僅51歲。2013年，為加速實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)突破，沈飛公司成立了第一批“羅陽青年突擊隊(duì)”。帶著對英雄的緬懷，李曉丹加入了“羅陽青年突擊隊(duì)”，繼續(xù)完成英雄未竟的事業(yè)。隨著新型戰(zhàn)機(jī)對高減重、長壽命、低成本等方面的需求愈發(fā)迫切，李曉丹臨危受命，把科研攻關(guān)的目標(biāo)瞄準(zhǔn)了航空制造領(lǐng)域的前沿——金屬增材制造技術(shù)，勇挑重?fù)?dān)開啟了技術(shù)研發(fā)。

“增材制造技術(shù)也被稱為3D打印技術(shù)，是通過材料的逐層累加形成零件。”李曉丹說。3D打印技術(shù)對于那個(gè)時(shí)候的他們來說，別說研發(fā)，連見都沒有見過。這項(xiàng)技術(shù)在當(dāng)時(shí)我國的航空制造領(lǐng)域還是個(gè)全新課題，既沒有全面的材料性能數(shù)據(jù)和完整的工藝流程研究，又缺乏相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，對將多個(gè)構(gòu)件組合而成的零件進(jìn)行一體化打印的開發(fā)更是空白。雖然西方少數(shù)發(fā)達(dá)國家正在進(jìn)行研究，但也僅處于初期的摸索階段。李曉丹和隊(duì)友們決定，加速突破技術(shù)瓶頸，盡快打通生產(chǎn)線，搶在西方國家之前實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。

為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，李曉丹帶領(lǐng)“羅陽青年突擊隊(duì)”的7名成員，開展了廠房改造和設(shè)備研制調(diào)試工作，每天都加班到深夜。為減少灰塵對設(shè)備的污染，他們用塑料棚將設(shè)備罩起來，頭戴安全帽，在狹小的空間里調(diào)試設(shè)備、驗(yàn)證試驗(yàn)參數(shù)、優(yōu)化工藝流程。雖然工作條件很艱苦，但他們一個(gè)個(gè)滿懷激情，心里只有一個(gè)信念：搶在西方發(fā)達(dá)國家之前把增材制造技術(shù)搞出來。

增材制造是一個(gè)全新的領(lǐng)域，對它的研究，就像在暗夜里行走，前方有很多的未知數(shù)和不確定性，還有一個(gè)個(gè)陷阱。但幸運(yùn)的是，李曉丹他們大方向正確，而且沒有掉進(jìn)陷阱，僅用28天時(shí)間就順利研制出了沈飛第一款3D打印航空零件——三通管路件。

“這個(gè)過程其實(shí)很艱辛，我們用了近一個(gè)月時(shí)間把零件做了出來，但后面又用了好幾個(gè)月時(shí)間才把它裝到飛機(jī)上，因?yàn)樗膬?nèi)部結(jié)構(gòu)和常規(guī)的鑄件或鍛件不太一樣，按照以往的規(guī)范根本不能上機(jī)安裝，我們要先解釋、證明它為什么不一樣、原理是什么、能不能完美替代以往的鑄件或鍛件?！崩顣缘ふf。

因此，為了讓三通管路件從“產(chǎn)得出”到“用得上”，李曉丹他們又經(jīng)歷了長達(dá)8個(gè)月的艱苦攻關(guān)，對零件的所有性能數(shù)據(jù)展開全方位工藝研究和性能測試，僅試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析報(bào)告就寫了800多頁，來證明他們研制的零件從材料、工藝到性能都是合格的。雖然時(shí)間漫長，過程艱苦，但結(jié)果令人欣慰：他們研制的第一個(gè)增材制造零件成功安裝并隨戰(zhàn)機(jī)飛上了藍(lán)天。專家給予的評價(jià)是：實(shí)現(xiàn)了多材料多工藝多領(lǐng)域工程化應(yīng)用，達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。

沈飛公司由此成為國內(nèi)主機(jī)廠中首個(gè)自主開展增材制造技術(shù)研究并成功將其運(yùn)用到飛機(jī)制造的單位。

以創(chuàng)新推開我國航空工業(yè)發(fā)展的大門

航空工業(yè)發(fā)展的一小步，背后都是成百上千項(xiàng)的技術(shù)突破與創(chuàng)新。在有著“中國殲擊機(jī)搖籃”之稱的沈陽飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)，“羅陽青年突擊隊(duì)”近10年來共解決各類生產(chǎn)技術(shù)質(zhì)量問題1000余項(xiàng)。作為“羅陽青年突擊隊(duì)”的一員，理工科博士出身的李曉丹敢啃硬骨頭，在急難險(xiǎn)重任務(wù)面前從不退縮。除了敢于突破技術(shù)瓶頸，她還非常重視新技術(shù)在工程化應(yīng)用過程中的節(jié)能降耗問題，想盡辦法降低應(yīng)用成本。

增材制造技術(shù)研發(fā)伊始，沈飛公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)以試錯(cuò)形式為主，研究成本和工作效率常常無法滿足工程應(yīng)用需求。針對這一問題，李曉丹開展了增材仿真技術(shù)研究，掌握了網(wǎng)格劃分、固有應(yīng)變校準(zhǔn)、應(yīng)力分布、變形預(yù)測等一系列仿真手段，并將這些仿真技術(shù)應(yīng)用到增材生產(chǎn)線，提高了研制效率，也降低了研制成本。

在增材制造生產(chǎn)成本中，金屬粉末原料的費(fèi)用占很大比重，但因回收粉末的性能未經(jīng)有效驗(yàn)證，不允許在上機(jī)產(chǎn)品中使用，導(dǎo)致原材料的極大浪費(fèi)。針對這一問題，李曉丹完成了“增材制造金屬粉末循環(huán)利用技術(shù)研究”課題，掌握了激光選區(qū)熔化工藝及其專用金屬粉末之間的性能關(guān)系，有效推動(dòng)了增材粉末循環(huán)利用的進(jìn)程。

就是靠著這樣精益求精、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、勇于創(chuàng)新的科研精神，李曉丹及其團(tuán)隊(duì)在短短幾年時(shí)間內(nèi)，完成了一次次技術(shù)突破。2016年10月，她與團(tuán)隊(duì)研制的我國中型四代機(jī)搭載著數(shù)十種增材制造零件首飛成功，標(biāo)志著我國增材制造技術(shù)步入了工程化應(yīng)用階段。

2021年，沈飛公司首次承接某型號(hào)驗(yàn)證機(jī)研制任務(wù)。這是一個(gè)公司以前從未接觸過的產(chǎn)品，當(dāng)時(shí)他們在設(shè)計(jì)與建立快速試制流程體系方面還沒有一點(diǎn)兒經(jīng)驗(yàn)。公司領(lǐng)導(dǎo)鼓勵(lì)“能者揭榜掛帥”，李曉丹主動(dòng)請纓，帶領(lǐng)“羅陽青年突擊隊(duì)”全力展開了技術(shù)攻關(guān)，持續(xù)推進(jìn)創(chuàng)新產(chǎn)品在新型驗(yàn)證機(jī)上的使用。李曉丹及其團(tuán)隊(duì)經(jīng)過不懈努力，僅用時(shí)100天，便生產(chǎn)出了符合要求的產(chǎn)品，讓新機(jī)交付時(shí)間比原計(jì)劃提前了近一周，還創(chuàng)造了新的制造模式，實(shí)現(xiàn)了增材制造技術(shù)的又一次突破。

“這些成績的取得，是羅陽精神在新時(shí)代的生動(dòng)實(shí)踐。羅陽同志矢志不渝、航空報(bào)國的愛國情懷，已融入我們的血脈。”談及自己取得的成績，李曉丹謙遜地說。

“為了祖國領(lǐng)空的安全，為了早日實(shí)現(xiàn)航空強(qiáng)國的目標(biāo)，我將繼續(xù)沖鋒，把科技創(chuàng)新書寫在祖國的藍(lán)天上?！?/p>

十年彈指一揮間。從設(shè)想到應(yīng)用，從起步到成熟，李曉丹作為見證者、參與者、引領(lǐng)者，經(jīng)歷了我國增材制造技術(shù)向前發(fā)展的每一步?？梢哉f，她和她的團(tuán)隊(duì)的成長，也伴隨著沈飛的飛速發(fā)展，伴隨著我國增材制造技術(shù)的突飛猛進(jìn)。

在10年的奮斗歷程中，李曉丹一直秉承“大有可為、事在人為、關(guān)鍵在為”的信念，率團(tuán)隊(duì)先后承擔(dān)和主要參研了國家、省市及公司課題20余項(xiàng)，個(gè)人發(fā)表論文10余篇，推動(dòng)沈飛在國內(nèi)航空主機(jī)廠中首次實(shí)現(xiàn)典型零件的自主批量生產(chǎn)和裝機(jī)應(yīng)用，為推進(jìn)航空領(lǐng)域增材制造技術(shù)進(jìn)步做出了突出貢獻(xiàn)，對助推我國航空工業(yè)和其他高端裝備制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展起到了不可替代的作用。同時(shí)，她在行業(yè)內(nèi)首次將自制增材零件應(yīng)用到航空產(chǎn)品上，實(shí)現(xiàn)了增材制造技術(shù)在航空主機(jī)廠落地，并實(shí)現(xiàn)了單機(jī)用量（重量）達(dá)到復(fù)合材料的1/7、儲(chǔ)備用量預(yù)計(jì)可達(dá)復(fù)合材料的50%，使我國成為世界上唯一實(shí)現(xiàn)增材制造技術(shù)在飛機(jī)上規(guī)?；?、工程化應(yīng)用的國家。

在李曉丹及其所在的“羅陽青年突擊隊(duì)”隊(duì)員的共同努力下，如今，沈飛公司的3D打印裝機(jī)零件已達(dá)數(shù)百件，技術(shù)能力覆蓋了設(shè)計(jì)、制造、原材料性能檢測、產(chǎn)品研制、后處理、仿真優(yōu)化、無損檢測等領(lǐng)域，在3D打印產(chǎn)品應(yīng)用的廣度與深度上處于行業(yè)領(lǐng)先地位。10年間，殲-15艦載機(jī)體系作為航母編隊(duì)體系中的關(guān)鍵一環(huán)，從首次著艦到在航母上晝夜起降，從?？胀粨粲?xùn)練再到伙伴式加受油，從單航母到雙航母，殲-15艦載機(jī)規(guī)?；瘧?zhàn)斗力已經(jīng)形成。

“信仰不是一種學(xué)問，而是一種行為。只有當(dāng)它被實(shí)踐的時(shí)候，才有意義。”轉(zhuǎn)眼間，李曉丹已在沈飛這個(gè)殲擊機(jī)搖籃工作和生活了11個(gè)年頭，工作筆記本換了一本又一本，但每一本工作筆記的首頁，寫的都是這句話。從業(yè)11年，在“羅陽精神”感召下，李曉丹已經(jīng)成長為航空工業(yè)集團(tuán)一級(jí)技術(shù)專家，先后參與30多項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的編制工作。2023年2月，在人民網(wǎng)第37期《青年說》節(jié)目演講中，她語氣堅(jiān)定地說：“航空報(bào)國、航空強(qiáng)國不是一句口號(hào)，而是一份沉甸甸的責(zé)任。我們肩膀上扛著的是大國重器。為了祖國領(lǐng)空的安全，為了早日實(shí)現(xiàn)航空強(qiáng)國的目標(biāo)，我將繼續(xù)沖鋒，把科技創(chuàng)新書寫在祖國的藍(lán)天上?！?/p>

【編輯：馮士軍】