■本报记者 高靓 通讯员 廖行

  一束激光，有规则地在金属材料上游走，制造出飞机上任意一种复杂形状的大型零件，宛如“变形金刚”。

  北航材料科学与工程学院王华明教授带领他的创新团队，围绕大飞机等国家重大专项及重大装备制造业发展的战略需求，研制出代表着先进制造技术发展方向、在重大装备制造中具有重大应用价值的“高性能难加工大型复杂整体关键构件激光直接制造技术”，使我国成为目前世界上唯一突破飞机钛合金大型主承力结构件激光快速成形技术，并实现装机应用的国家。

  在2012年度国家科技奖励大会上，该项成果荣获国家技术发明一等奖，这也是北航9年来获得的第八项国家科技奖励一等奖。

  国家的需求便是科研的方向

  王华明是恢复高考后的第三批大学生，一路读到博士后出站，进入北航。1992年，他获得德国“洪堡研究奖学金”，成为学校第一位“洪堡学者”赴德国深造。面对国外优越的条件，王华明坚定地说：“我是中国人，学成回国，是很正常的事情。”

  王华明从事的材料科学研究，在国家科学研究、国防建设与经济建设中有着十分重要的地位。一回国，他便组建了研究团队，开始了艰难的自主创新和研究工作。起步的时候，他们的实验室只是北航校内一个不起眼的小院子。外人唯一的印象是，这院子彻夜灯火通明。

  在这里，王华明带领他的创新团队，十几年来围绕大飞机等国家重大专项及重大装备制造业发展的战略需求，创造了一个又一个奇迹。

  谈到所取得的成绩，王华明总是感慨地说：“我们很幸运，赶上了国家拨乱反正、改革开放的大好时期，赶上了国家尊重知识、尊重人才的好政策，没有党的培养就没有我的今天。”

  “变形金刚术”巧制飞机配件

  飞机钛合金大型关键构件的传统制造方法是锻造和机械加工。整个工序下来，耗时费力，总花费高达几十亿元，光大型模具的加工就要用一年以上的时间。模具加工出来后，再锻造出大型结构件的毛坯，然后继续加工各部位的细节，最后成形时几乎90％的材料都被切削、浪费掉了。

  王华明团队一直以来都有一个梦想：“如果有一天，中国飞机上许多关键大型复杂高性能主承力构件都能采用我们的激光直接制造技术，实现低成本、短周期、快速制造该多好啊！”这是支撑他们十多年如一日辛苦奋战在科研第一线的不竭动力。

  张述泉2003年读硕士时正式加入王华明团队，正赶上这项技术从科研摸索阶段步入初步工程化阶段。“那时候，七八个小时能做出一个A4纸大小的次承力结构件，我们都高兴得不得了。”经过近10年的持续努力，他们已能做出外廓尺寸超过5平方米的飞机高性能钛合金主承力结构件。

  产品从150毫米到5平方米是一种质的飞跃，其技术难度可想而知。从2000年开始，王华明和他的科研团队围绕大型复杂零件锻造技术，不断创新，寻求突破，利用5年时间走出了一条与传统方法截然不同的新路子——通过计算机控制，用激光将合金粉末熔化，并跟随激光有规则地在金属材料上游走，逐层堆积直接“生长”，直接根据零件CAD模型一步完成大型复杂高性能金属零部件。这项技术的特点是高性能、低成本、短周期，而且使得很多传统方法不能做出的构件成为了可能。

  如今，用王华明的“变形金刚术”制作的零件已装上了飞机，使我国成为继美国之后世界上第二个掌握这项技术的国家。

  敏行务实的创新追求

  今年50岁的王华明33岁时便被破格晋升为教授。10余年来，他牵头主持“国家自然科学基金重点项目”、“国家863计划课题”、“教育部跨世纪优秀人才计划基金”等重要科研项目20余项，获得发明专利6项，被评为长江学者特聘教授，获得了全国五一劳动奖章。

  王华明始终认为要想创新就必须脚踏实地，必须结合国家重大战略需求，创造具有实际价值的创新成果。他这种追求创新的精神也潜移默化地影响着他的学生们。

  2001年，汤海波考上王华明的硕士研究生，初次接触激光增材制造技术时就被深深吸引。如今他已经博士毕业留校，成为这个团队的骨干力量。

  多年来，团队一直与沈阳飞机设计研究所、第一飞机设计研究院、航天一院等单位有着紧密的合作，取得了一系列的成绩。

  我国自主研发的大型客机C919机头钛合金主风挡整体窗框，尺寸大、形状复杂，国内的飞机制造厂用传统方法无法做出，只有欧洲一家公司能做出来，但是光每件模具费就要价50万美元，而交货周期还要等两年。2009年王华明团队仅仅用55天时间就做出来了，零件成本还不足欧洲锻造模具费的十分之一。

  如今，学校在北京市的大力支持下，和中航工业集团公司合作，在北京组建了中航天地激光科技有限公司成果产业化基地，他们正在挑战新的任务——让这项创新技术成果从实验室真正走向工程化和产业化，为国家重大装备制造业技术进步贡献力量。