
作為一種顛覆性技術,3D打印正在悄然改變著人類的生活。近到與我們息息相關的生活用品、人體器官,遠到高精尖的載人飛船、人造衛星,這一新技術正在將人類的諸多幻想一一變為現實。中國3D打印技術的發展,離不開一個人的貢獻,這個人就是盧秉恒。他是中國工程院院士、西安交通大學教授,也曾是在基層工廠工作多年的熟練工人,被譽為“中國增材制造技術的奠基人”“中國3D打印之父”。
3D打印是快速成型技術的一種,又稱為增材制造。它雖然是一項舶來技術,但其概念最早源自中國。很多專家說過,長城就是典型的“增材制造”,是一層一層疊加起來的,這正是3D打印的工作原理:以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可黏合材料,通過逐層堆疊累積的方式構造物體,從點到線,從線到面,從面到體,將打印材料一層層疊加起來。
“就像燕子壘窩,銜泥巴一點兒一點兒壘起來一樣。”盧秉恒院士很喜歡用這個比喻來跟人解釋3D打印,仿佛在介紹自己的孩子,自豪而寵溺。
從兒時起,盧秉恒就有一個航天夢,一方面是受了錢學森等老一輩科學家事跡的影響,另一方面,他看到美國、蘇聯航空航天事業的發展,一直心向往之。作為一名當時的“學霸”,盧秉恒很想考取北京大學學習固體力學,為中國航空航天事業貢獻自己的力量。然而在那個特殊的時代,他最終與航天夢失之交臂,最后只能去其他大學學習機械制造專業。
人生常是這樣,“山重水復疑無路,柳暗花明又一村”。多少年后,回想起自己去大學報到時的失意,盧秉恒不免輕笑出聲,坦言道:“幸虧當時學了機械制造專業,因為我從事的研究就是一項制造技術,可以幫助中國在航空航天領域走向國際前沿。我們開發的3D打印技術,為航空航天制造了很多重要零件。”
誰能想到,如今聊起專業如數家珍的盧秉恒,大學畢業后卻被分配到了一個工廠做車床工人,一干就是5年,手上長了厚厚的老繭。不過,骨子里的“學霸”氣質是藏不住的,沒過多久,他就迎來了人生的第一次晉升。領導找到他,說:“廠子要提拔你,先當技術員吧,到家屬工廠主管那里的技術。”
本來,對于讀了那么多年書卻要當操作工人這件事,盧秉恒是有些不服氣的。接到這個“任命”,他既開心又擔心,家屬工廠那邊100多個家屬工,有1/3的人不識字,工作好開展嗎?不過,考驗從來都是化了裝的良機。走馬上任后,盧秉恒發現,自己學的東西在那里逐漸得到應用。“我學習制造工藝,設計了卡具,包括開動機床都可以教他們,最后收到了很好的效益。”還有比學以致用更讓人振奮的事嗎?
“我這一生都受益于在工廠工作的11年,沒有白過。”如今,年過七旬的盧秉恒每每回憶起當年在工廠的經歷,心中總是涌起無限的感慨和感恩。
改革開放后,盧秉恒成為兩個孩子的父親,生活壓力很大,但他從未忘記內心深處的夢想。1979年,他考取西安交通大學機械制造與自動化專業的研究生,師從顧崇銜教授,并連讀博士,畢業后留校任教。人生也就此拉開新的序幕。
在深造的過程里,他當工人時積累下的實踐經驗,竟為他帶來了極大的助力。比如在寫碩士論文時,需要制作200多個零件。起初,聯系好的工廠沒了消息,他便卷起袖子親自上陣,熬了兩個通宵就精準地做出了全部零件,按時完成了論文。
象牙塔里的生活再精彩,也需要走出去看看。取得博士學位后,盧秉恒以訪問學者的身份到美國交流學習。也正是那段時間,他見到當時世界上最先進的3D打印技術。
“我當時看到他們的一臺機器在運轉,做的不是我們傳統的制造技術,而且不需要模具去做,就覺得很好奇。”在參觀一家汽車企業的時候,一臺設備引起了盧秉恒的注意。后來才知道,那是一臺3D打印設備,只需要將CAD(計算機輔助設計)模型輸進去就可以把原型做出來。盧秉恒判斷,這是發展中國制造業的一項先進技術,于是當即決定,要將自己的研究方向轉向3D打印這個新興領域。
回國后,已年近半百的他一頭扎進了3D打印技術的自主研發中。這時,他遇到了第一個難題,那就是缺少科研經費。很多同事都勸他:“你研究那玩意兒干嗎?沒有兩三百萬根本干不成的,你是不是瘋了?”但是,盧秉恒深深相信,3D打印技術在工業中確實有用,應該研究。
“我覺得錢是人找來的,只要社會有這種需求,就肯定能找到錢做這項技術的開發。”盧秉恒算了一下,至少得有100萬元。但他沒有退縮,帶著博士生咬緊牙關開發軟件、研發設備。除了買到的一些機械零配件,其他的如動態聚焦鏡、聚光鏡等,幾乎都是他們自己做出來的。而那些買不起又暫時做不出來的,他們就聯合兄弟院校一起研發。至于開機床自己做試件,更是常有的事。曾有位工人在看到盧秉恒做的試件后,驚嘆道:“這絕對達到五級工的水平了!”
在沒日沒夜的頑強鉆研之后,屬于他們的機會終于來了!在北京參加一個重要科技會議時,本沒有發言機會的盧秉恒趁著自由發言環節跑上臺侃侃而談,把這項技術給與會者做了詳細介紹。沒想到,臺下科技部的一位領導聽了很感興趣,就讓他寫一份建議書。喜出望外的盧秉恒連夜寫了四五頁紙,第二天就交到那位領導手中。
孜孜以求,必有回響。半個月后,一份通知到了盧秉恒的手中,通知說部里準備派人來考察。
他很激動,加班做了一臺樣機。樣機很簡陋,但把原理都一一展現了,甚至包括軟件、硬件模型。不久,工藝司的副司長崔賢杰親自來考察,看后十分滿意,當即跟西交大簽了一份250萬元的支持協議。
若干年之后,崔賢杰再次見到盧秉恒時告訴他:“當初和你一握手,發現你手上有老繭,就覺得把項目交給這個人比較靠譜,能干下來。”盧秉恒嘿嘿一笑,他手上這老繭可是之前在工廠多年的車工實踐中留下的,光榮啊!
經費問題終于解決了,然而未來依然任重道遠。盧秉恒的愿景是:讓3D打印技術在中國的土地上“生根發芽”,并實現追趕、超越,達到國際領先水平。
“‘西遷精神’一直在鼓勵著我!”多年來,盧秉恒一直深受導師顧崇銜的影響,以“西遷精神”來鞭策自我。“西遷精神”是1956年交通大學為支援大西北的號召,由上海遷往西安的過程中生發出來的一種寶貴的精神財富,其實質是“胸懷大局,無私奉獻,弘揚傳統,艱苦創業”。
從默默無聞到享譽全國,3D打印技術在國內的飛速發展,令無數同行和受益者對盧秉恒投以欽佩的目光,并稱贊道:“有遠見!”
然而誰又知道,終年奮戰在科研第一線的盧秉恒的心臟里放了5個支架,工作行程總是安排得滿滿的。他每天不是在實驗室里,就是輾轉在各個城市出差,工作強度之大,連他帶的博士生都心疼不已。對此,他自己卻不以為意,笑著說:“這可能是一種責任在肩的激發態吧。”
他上大學時讀《馬克思的青年時代》,里面引用了但丁的一句詩:“走自己的路,讓別人去說吧。”盧秉恒把這句詩當作自己一生的座右銘,時時激勵自己做新的事,做大家沒做過的事。
在一次演講結束后,曾有一位來自中國航天的一線工人向盧秉恒訴說自己身為“小人物”的困惑,盧秉恒語重心長地說:“在平凡的崗位上做平凡的事情,要耐得住寂寞,有執著和韌勁,就能成為平凡崗位上的不平凡者。”這不是一句空話,而是他自己的人生感悟。如果沒有那些年在工廠做工人的鉆研和進取,就不會有他后來在科研領域取得的成功。夢想的橄欖枝出現時,有準備的人才能牢牢抓住。
“如今,我的兩個夢都實現了,我研究的3D打印技術為我國航空航天事業做出了貢獻,而我本人也被北京大學聘為兼職教授。”站在高光之處的盧秉恒不無自豪地說。他時常勉勵莘莘學子牢記“西遷精神”,腳踏實地解決國家亟須解決的工程問題,在工作中發光發熱,實現自己的價值;要“勇于擔當,敢于作為”,用汗水和激情譜寫奮斗的青春,還要“時刻保持對新事物的興趣”,更要“把個人理想緊緊融入國家和民族事業中去”。
中國的3D打印技術雖然起步較晚,但針對國際上的主流技術都已展開研究,并在航空航天和醫療領域的應用上走在了世界的前列,“比如我們C919國產大飛機的那個將翅膀和機身連接起來的‘大梁’,就是3D打印出來的”。
在研究3D打印技術的過程中,盧秉恒曾寫下幾句詩:“聚一束神光,熔女媧晶石,繪天下神奇,鼎中華輝煌。”這也是他用來形象描述3D打印的一段話,意思是把激光或是電子束聚在一點上,把難熔的金屬、陶瓷都熔化了,然后就會出現神奇的景象。
方寸之地,卻可以生發出擎天之夢。盧秉恒也一直希望,把大家的智力合在一起,協同創新,為我們國家創造更大的輝煌。
(摘自《時代郵刊·上半月》2021年第9期,阿建薦)