运用3D打印技术，她为我国战机插上强劲“翅膀”

蓝草

航空工业发展的一小步，背后都是成百上千项的技术突破与创新。在有着“中国歼击机摇篮”之称的沈阳飞机工业集团，“罗阳青年突击队”近10年来共解决各类生产技术质量问题1000余项。身为“罗阳青年突击队”的一员，高级主管工程师李晓丹，带领团队把3D打印技术应用在飞机制造上，以最短时间创造了业内高端装备零件生产的奇迹，让我国的增材制造技术领先世界

立志报国，她将科研攻关目标瞄准航空制造领域的前沿——金属增材制造技术

2012年，李晓丹从东北大学冶金物理专业博士毕业后，入职沈阳飞机工业集团（以下简称“沈飞公司”）。在这里，她结识了正为解决舰载机拦阻钩难题而费尽心思的公司总经理罗阳。李晓丹回忆：“歼-15舰载机快上舰的时候，拦阻钩的难题一直没能解决，罗阳就带着我们这些技术人员把所有可能的影响因素一一列出来，然后逐一进行推敲，不断调整主攻方向和研制模式。我与他虽然只有为数不多的几次接触，但直到现在都忘不了他工作中的那股韧劲。”

2012年年底，罗阳在随辽宁号航母成功完成歼-15舰载机首次起降试验任务返港靠岸后，因劳累过度，不幸牺牲，年仅51岁。2013年，为加速实现关键核心技术突破，沈飞公司成立了第一批“罗阳青年突击队”。带着对英雄的缅怀，李晓丹加入了“罗阳青年突击队”，继续完成英雄未竟的事业。随着新型战机对高减重、长寿命、低成本等方面的需求愈发迫切，李晓丹临危受命，把科研攻关的目标瞄准了航空制造领域的前沿——金属增材制造技术，勇挑重担开启了技术研发。

“增材制造技术也被称为3D打印技术，是通过材料的逐层累加形成零件。”李晓丹说。3D打印技术对于那个时候的他们来说，别说研发，连见都没有见过。这项技术在当时我国的航空制造领域还是个全新课题，既没有全面的材料性能数据和完整的工艺流程研究，又缺乏相关技术标准与规范，对将多个构件组合而成的零件进行一体化打印的开发更是空白。虽然西方少数发达国家正在进行研究，但也仅处于初期的摸索阶段。李晓丹和队友们决定，加速突破技术瓶颈，尽快打通生产线，抢在西方国家之前实现技术突破。

为了实现这一目标，李晓丹带领“罗阳青年突击队”的7名成员，开展了厂房改造和设备研制调试工作，每天都加班到深夜。为减少灰尘对设备的污染，他们用塑料棚将设备罩起来，头戴安全帽，在狭小的空间里调试设备、验证试验参数、优化工艺流程。虽然工作条件很艰苦，但他们一个个满怀激情，心里只有一个信念：抢在西方发达国家之前把增材制造技术搞出来。

增材制造是一个全新的领域，对它的研究，就像在暗夜里行走，前方有很多的未知数和不确定性，还有一个个陷阱。但幸运的是，李晓丹他们大方向正确，而且没有掉进陷阱，仅用28天时间就顺利研制出了沈飞第一款3D打印航空零件——三通管路件。

“这个过程其实很艰辛，我们用了近一个月时间把零件做了出来，但后面又用了好几个月时间才把它装到飞机上，因为它的内部结构和常规的铸件或锻件不太一样，按照以往的规范根本不能上机安装，我们要先解释、证明它为什么不一样、原理是什么、能不能完美替代以往的铸件或锻件。”李晓丹说。

因此，为了让三通管路件从“产得出”到“用得上”，李晓丹他们又经历了长达8个月的艰苦攻关，对零件的所有性能数据展开全方位工艺研究和性能测试，仅试验数据及分析报告就写了800多页，来证明他们研制的零件从材料、工艺到性能都是合格的。虽然时间漫长，过程艰苦，但结果令人欣慰：他们研制的第一个增材制造零件成功安装并随战机飞上了蓝天。专家给予的评价是：实现了多材料多工艺多领域工程化应用，达到了世界领先水平。

沈飞公司由此成为国内主机厂中首个自主开展增材制造技术研究并成功将其运用到飞机制造的单位。

以创新推开我国航空工业发展的大门

航空工业发展的一小步，背后都是成百上千项的技术突破与创新。在有着“中国歼击机摇篮”之称的沈阳飞机工业集团，“罗阳青年突击队”近10年来共解决各类生产技术质量问题1000余项。作为“罗阳青年突击队”的一员，理工科博士出身的李晓丹敢啃硬骨头，在急难险重任务面前从不退缩。除了敢于突破技术瓶颈，她还非常重视新技术在工程化应用过程中的节能降耗问题，想尽办法降低应用成本。

增材制造技术研发伊始，沈飞公司技术团队以试错形式为主，研究成本和工作效率常常无法满足工程应用需求。针对这一问题，李晓丹开展了增材仿真技术研究，掌握了网格划分、固有应变校准、应力分布、变形预测等一系列仿真手段，并将这些仿真技术应用到增材生产线，提高了研制效率，也降低了研制成本。

在增材制造生产成本中，金属粉末原料的费用占很大比重，但因回收粉末的性能未经有效验证，不允许在上机产品中使用，导致原材料的极大浪费。针对这一问题，李晓丹完成了“增材制造金属粉末循环利用技术研究”课题，掌握了激光选区熔化工艺及其专用金属粉末之间的性能关系，有效推动了增材粉末循环利用的进程。

就是靠着这样精益求精、严谨认真、勇于创新的科研精神，李晓丹及其团队在短短几年时间内，完成了一次次技术突破。2016年10月，她与团队研制的我国中型四代机搭载着数十种增材制造零件首飞成功，标志着我国增材制造技术步入了工程化应用阶段。

2021年，沈飞公司首次承接某型号验证机研制任务。这是一个公司以前从未接触过的产品，当时他们在设计与建立快速试制流程体系方面还没有一点儿经验。公司领导鼓励“能者揭榜挂帅”，李晓丹主动请缨，带领“罗阳青年突击队”全力展开了技术攻关，持续推进创新产品在新型验证机上的使用。李晓丹及其团队经过不懈努力，仅用时100天，便生产出了符合要求的产品，让新机交付时间比原计划提前了近一周，还创造了新的制造模式，实现了增材制造技术的又一次突破。

“这些成绩的取得，是罗阳精神在新时代的生动实践。罗阳同志矢志不渝、航空报国的爱国情怀，已融入我们的血脉。”谈及自己取得的成绩，李晓丹谦逊地说。

“为了祖国领空的安全，为了早日实现航空强国的目标，我将继续冲锋，把科技创新书写在祖国的蓝天上。”

十年弹指一挥间。从设想到应用，从起步到成熟，李晓丹作为见证者、参与者、引领者，经历了我国增材制造技术向前发展的每一步。可以说，她和她的团队的成长，也伴随着沈飞的飞速发展，伴随着我国增材制造技术的突飞猛进。

在10年的奋斗历程中，李晓丹一直秉承“大有可为、事在人为、关键在为”的信念，率团队先后承担和主要参研了国家、省市及公司课题20余项，个人发表论文10余篇，推动沈飞在国内航空主机厂中首次实现典型零件的自主批量生产和装机应用，为推进航空领域增材制造技术进步做出了突出贡献，对助推我国航空工业和其他高端装备制造业创新发展起到了不可替代的作用。同时，她在行业内首次将自制增材零件应用到航空产品上，实现了增材制造技术在航空主机厂落地，并实现了单机用量（重量）达到复合材料的1/7、储备用量预计可达复合材料的50%，使我国成为世界上唯一实现增材制造技术在飞机上规模化、工程化应用的国家。

在李晓丹及其所在的“罗阳青年突击队”队员的共同努力下，如今，沈飞公司的3D打印装机零件已达数百件，技术能力覆盖了设计、制造、原材料性能检测、产品研制、后处理、仿真优化、无损检测等领域，在3D打印产品应用的广度与深度上处于行业领先地位。10年间，歼-15舰载机体系作为航母编队体系中的关键一环，从首次着舰到在航母上昼夜起降，从海空突击训练再到伙伴式加受油，从单航母到双航母，歼-15舰载机规模化战斗力已经形成。

“信仰不是一种学问，而是一种行为。只有当它被实践的时候，才有意义。”转眼间，李晓丹已在沈飞这个歼击机摇篮工作和生活了11个年头，工作笔记本换了一本又一本，但每一本工作笔记的首页，写的都是这句话。从业11年，在“罗阳精神”感召下，李晓丹已经成长为航空工业集团一级技术专家，先后参与30多项行业标准、集团标准和企业标准的编制工作。2023年2月，在人民网第37期《青年说》节目演讲中，她语气坚定地说：“航空报国、航空强国不是一句口号，而是一份沉甸甸的责任。我们肩膀上扛着的是大國重器。为了祖国领空的安全，为了早日实现航空强国的目标，我将继续冲锋，把科技创新书写在祖国的蓝天上。”

【编辑：冯士军】