從幾厘米到幾十厘米高的彎曲金屬板上，布滿了一個個帶有斜角度的小格子，這種被稱為“格柵”的金屬件是飛機(jī)上的零件。成品看似簡單，制造卻不一般——3D打印出來。因為它們的彎度和小格子的角度是傳統(tǒng)機(jī)械加工不能完成的。 

設(shè)計并加工出這種特殊零件的是中航工業(yè)北京航空制造工程研究所高能束流加工技術(shù)重點(diǎn)實驗室的一群年輕人，平均年齡30出頭，各個專業(yè)部門的負(fù)責(zé)人也都只有三十五六歲。他們完成的一個高420毫米的零件，是世界上至今能夠打印的最大鈦合金飛機(jī)零件。 

這項被通俗地稱為3D打印技術(shù)的“增材制造技術(shù)”，是把金屬合金粉一層層鋪好，用激光按照設(shè)計的路線進(jìn)行高溫熔化，使零件一層層被打印出來，一個零件要打印上萬層。從10多年前開始涉足這項國際前沿技術(shù)，到今天站到了同領(lǐng)域的國際最高點(diǎn)，項目負(fù)責(zé)人鎖紅波說，這要?dú)w功于實驗室的領(lǐng)頭人——中航工業(yè)特種加工技術(shù)首席專家鞏水利。 

今年6月，鞏水利獲得了2013年布魯克獎，這個被譽(yù)為國際焊接界諾貝爾獎的獎項，繼9年前授予中國工程院關(guān)橋院士后，第二次頒給了中國人。打印鈦合金飛機(jī)零件的“增材制造技術(shù)”，就脫胎于鞏水利所攻克的激光焊接。

“10年前，鞏主任讓我開始研究這項技術(shù)時，我還不太理解，因為當(dāng)時國外也只是研究階段，文獻(xiàn)很少�！边@個項目開始時只有鎖紅波一個人摸索，軟件、設(shè)備、材料等一切都是零，難度可想而知。鎖紅波不止一次想放棄，但都被鞏水利“逼”著干下去，“鞏主任三天兩頭到實驗室來找我要數(shù)據(jù)”。 

試驗慢慢做起來，有些試驗只要一開機(jī)，就要連續(xù)上百個小時做下去，這種時候鎖紅波就會泡在實驗室。試驗失敗是常態(tài)，有時一個環(huán)節(jié)出問題，整個加工件就會報廢。鞏水利說：“如果都成功了，還要研究所干什么。” 

2009年9月13日，鎖紅波清楚地記得這一天，經(jīng)過3天3夜的連續(xù)工作試驗，第一個零件被打印出來了。 

不過，為了技術(shù)問題，鎖紅波和鞏水利不知吵了多少回。最大的一次分歧發(fā)生在2010年，當(dāng)時國際上生產(chǎn)最大的“格柵”底座直徑是250毫米，鎖紅波和自己的團(tuán)隊成員決定做280毫米的，而鞏水利要求他們做500毫米的，鎖紅波堅決不同意，鞏水利急了：“沒試怎么知道不成，要干就要做最先進(jìn)的！” 

經(jīng)過幾輪的爭執(zhí)，最后雙方都讓步，順利做成了350毫米的，遙遙領(lǐng)先國際同行�！皼]有鞏主任的堅持，我們不可能做下去。”鎖紅波很佩服鞏水利的技術(shù)眼光，“他經(jīng)�？次墨I(xiàn)，對技術(shù)前沿非常敏感，看準(zhǔn)了一個方面，就想方設(shè)法去實現(xiàn)”。

2003年，鞏水利了解到，美國波音公司的A318客機(jī)的機(jī)身實現(xiàn)了用激光焊接，代替過去的鉚接，這一項技術(shù)減輕了機(jī)身重量近20%，降低制造成本20%左右。

“激光焊技術(shù)將會促進(jìn)傳統(tǒng)航空制造業(yè)的改造升級�！碑�(dāng)時，40歲不到的鞏水利已經(jīng)在焊接行業(yè)小有建樹，他敏銳地意識到這一信息的重要意義。之后，他迅速申請多項預(yù)研課題，并創(chuàng)造性地提出了雙光束激光焊接的設(shè)想。

在項目基礎(chǔ)研究階段，試驗屢遭失敗，研究團(tuán)隊成員紛紛對技術(shù)的可行性提出質(zhì)疑。鞏水利承受著壓力，但沒有想過放棄：“這是航空焊接的大革新，只要踏踏實實做好每次試驗，認(rèn)真研究總結(jié)分析，就一定能成功�！�

有一兩年時間，鞏水利幾乎沒有休息過，晚上睡在在試驗現(xiàn)場是常事，有時其他同事早上8點(diǎn)多來上班，他剛下班，回去休息一下，中午又出現(xiàn)在實驗室。他帶領(lǐng)同事記錄好每一次的試驗數(shù)據(jù)，圍繞試驗中出現(xiàn)的特殊現(xiàn)象觀察、研究，并定期召開團(tuán)隊會議，通過平等交流、廣泛討論，產(chǎn)生新的思路。同時，他還要去說服領(lǐng)導(dǎo)，爭取資金支持，因為試驗件的成本很高。

經(jīng)過上千次的試驗，預(yù)研有了重大突破，雙光束激光焊接的優(yōu)越性體現(xiàn)出來：不變形，表面光滑，焊縫內(nèi)部沒有缺陷。之后，這項技術(shù)被用于某型號飛機(jī)，實現(xiàn)了機(jī)身減重、連接強(qiáng)度提高、表面光滑飛行阻力減少的目標(biāo)。

之后，鞏水利又帶領(lǐng)年輕同事攻克了多項關(guān)鍵技術(shù)，研制出了雙光束激光復(fù)合焊接裝置，建立了國內(nèi)首個大功率雙光束激光焊接平臺，并首次成功應(yīng)用于航空帶筋壁板關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件的焊接制造中。

從幾年前單一的激光焊接，鞏水利的團(tuán)隊已經(jīng)開發(fā)掌握利用電子束、激光束、等離子束作為焊接熱源進(jìn)行熔化焊接的一系列技術(shù)。曾不愿與鞏水利做深入交流的國際同行，如今主動邀請他深入合作。

現(xiàn)在，鞏水利又在關(guān)注下一個技術(shù)前沿：利用超快激光技術(shù)完成對飛行器部件的一體化制造，不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜的部件能夠一次加工成型，他們還用激光對這些部件的表面進(jìn)行處理。

“這其實是一項仿生技術(shù)，經(jīng)過納米級激光處理，可以讓飛行器形成像荷葉一樣的表面，不沾水，在空氣中阻力最小�！�37歲的馬國佳博士是這項技術(shù)的研發(fā)負(fù)責(zé)人，他仍記得自己幾年前剛到所里的情形，鞏水利第一次見面就問他發(fā)了多少論文，這讓馬國佳很受觸動：“他關(guān)注基礎(chǔ)研究，我想這是我們這個團(tuán)隊成功的重要因素之一�！�