北京工业大学机械与能源工程学院

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2025年第68期

【机能|科技节】第十五届科技节机能学院报道（七）——探秘3D打印前沿，触摸“制造强国”的科研脉搏

 11月14日，机能学院组织学生参观我校3D打印中心——这个承载着航空航天“卡脖子”技术突破的科研阵地，完成一次从“图纸认知”到“战略制造”的破壁。

陶瓷突围：给航空发动机“打印”自主“骨骼”

  参观的第一站，便撞入一场技术突围的现场：自主研制的大尺寸陶瓷型芯与绝缘件，静静陈列在展柜中，却是我国打破国外高端陶瓷3D打印垄断的“勋章”。陶瓷型芯是航空发动机叶片的“内部支架”，其复杂多孔结构曾是国外封锁的核心靶点。同学们读懂了解决“卡脖子”难题的分量：此前，我国这类构件依赖进口，不仅成本高昂，更在航空产业链安全上受制于人。而北京工业大学团队联合企业攻关，从陶瓷浆料配方到激光烧结工艺，从打印设备到后处理软件，实现全链条自主创新，让坚硬的陶瓷材料像“可控墨水“般成形，最终实现复杂陶瓷件的高精度一体化制造。“原来我们画的结构图纸，背后是整条产业链的自主权。”一位同学摩挲着展板上的发动机叶片示意图，语气里多了专业的重量。

材料破界：为深空探测织就“极端环境铠甲”

  高分子材料展区的一项成果，让“制造”与“国家战略”的联结更具象：针对载人登月任务研发的增材制造弹性体材料，被老师喻为月面装备的“登陆靴”——它需扛住-120℃至120℃的温域剧变、数百公斤载荷与数万次冲击，而这项“从0到1”的突破，让我国成为少数掌握深空极端环境材料调控技术的国家。

“传统弹性体在低温下会脆化，但我们通过分子级改性与增材工艺适配，让材料兼具韧性与抗造性。”当听到该材料已应用于相关探月型号时，同学们的笔记本上，多了“材料-结构-工艺一体化设计”的标注——这正是机械设计学科的前沿命题。

技术下沉：从航天舱到康复室的“温度传递”

  前沿技术的价值，不止于苍穹。在金属3D打印区，激光选区熔化（SLM）技术攻克的“复杂内流道一体化构件”，是航天发动机燃烧室的核心部件；而隔壁展板上，“康复辅具3D打印联合实验室”的介绍，让冰冷的制造多了人文温度——与全国老龄委共建的这个实验室，正将航天级的个性化制造精度，用于老人康复支具的定制。“高端制造的降维赋能，是让技术从服务国之重器到适配个体需求。”一位研究康复器械设计的同学感慨，“这才是‘制造强国’的完整模样。”

薪火：把图纸锚在国家需求的土壤里

  参观尾声，“与国家航天中心合作研制新一代宇航服”的展板前，同学们的讨论从“技术参数”转向“科研使命”。“以前觉得‘科技自立’是宏观口号，今天看到师兄师姐们把公式变成宇航服构件，才懂我们的每一笔设计，都是在补全中国制造的拼图。”

  这次参观不仅拓宽了技术视野，更坚定了同学们深耕专业、聚焦创新的决心，未来将更注重跨学科融合，在工程技术领域踏实探索。

撰稿：刘艳强、王钰

摄影：王迪

审核：白洁

来源：机械与能源工程学院学生工作办公室

2025年 11月18日