一、團隊介紹
大型金屬構件增材制造團隊緻力于钛合金、合金鋼、高溫合金、高強鋁、難熔高活性金屬等大型複雜關鍵構件的增材制造工藝開發、工程成套裝置研發、專用高性能材料設計制備、技術标準及産業化應用關鍵技術研究。團隊多年緻力于跨越式提升我國大型客機、大型運輸機、高推重比/大涵道比航空發動機、重型燃氣輪機、百萬千瓦大型核電機組、百萬千瓦超臨界汽輪發電機組等航空、航天、電力、石化、冶金、船舶、兵器、海洋工程等重大裝置制造能力、核心競争力和自主創新能力，目前已能夠為國家重大戰略任務、重點工程提供高性能材料與先進制造提供技術支撐。
目前大型金屬構件增材制造團隊有各類研究及工程技術人員20餘人，研究人員中包括中國工程院院士1人、“卓青”2人、國家“海外高層次人才引進計劃青年項目”1人、中科協“青年人才托舉計劃”1人、國家“博士後創新人才支持計劃”1人，具有高級職稱者12人。形成了以院士為學術帶頭人、以各類人才計劃入選人員為學術骨幹的學術研究團隊。團隊2008年獲批“高性能金屬材料激光制備與成形”教育部創新團隊、2012年獲批中組部首批“萬人計劃”重點領域創新團隊、2015年獲批工業和信息化部“工信先鋒”團隊及2018年中華人民共和國教育部“全國高校黃大年式教師團隊”。
在王華明院士的帶領下，北航大型金屬構件增材制造團隊瞄準本領域的學術前沿，開展關鍵基礎研究，圍繞國家重大需求，開展技術研發，通過承擔國家重大基礎科研項目，形成特色鮮明的研究方向。研究成果榮獲2003年“**科學技術二等獎”、2006年“**科學技術一等獎”、2009年“**科技進步一等獎”、2012年度“國家技術發明獎一等獎”及2015年獲得教育部“自然科學一等獎”等。在國際上首次全面突破钛合金、超高強度鋼等高性能難加工金屬大型整體主承力結構件激光增材制造工藝、成套裝置及應用關鍵技術，創建了完整技術标準體系，取得了“原創性”突出、國際領先的研究成果。
二、團隊故事
報國使命，創新引領
钛合金等高性能大型關鍵金屬構件制造技術，是航空航天等高端重大裝置制造業的基礎和核心技術。傳統的鑄造與鍛造等制備技術，需要大量的能源與龐大的設備，且制造周期長，例如采用當今世界最大的8萬噸鍛造機鍛造钛合金零件，其最大尺寸約為5m2,如何快速制備高性能大型複雜構件是公認的世界性難題。高性能金屬構件激光增材制造（Laser additive manufacturing，俗稱3D打印），以合金粉末或絲材為原料，通過高功率激光原位冶金熔化/快速凝固逐層堆積。與整體鍛造等傳統制造技術相比,具有以下特點：1)無需大型鍛造工業裝置、大型鍛造模具制造及大規格鍛坯制備加工；2)高性能钛合金材料的制備與大型钛合金零件的“近淨成形”一步完成；3)零件機械加工餘量小、數控加工時間短、材料利用率高、生産周期短 、制造成本低；4)零件具有細小、均勻的激光“原位”冶金/快速凝固組織，綜合力學性能優異；5)柔性高 、響應快等。
從1998年以來，王華明院士帶領團隊從事钛合金、超高強度鋼等高性能金屬大型關鍵構件激光增材制造。起初以打印小型次承力件為目标，最終能夠成功制備A4紙大小的次承力構件。随着打印尺寸的增大，大型構件增材制造的難度逐漸凸顯。由于激光增材制造是一個“逐點熔化-逐線掃描-逐層-堆積”的循環往複過程，該過程的非平衡物理冶金和熱物理變化十分複雜，同時發生着“激光/金屬（粉末、固體基材、熔池液體金屬等）交互作用”、移動熔池的“激光超常冶金”、移動熔池在超高溫度梯度和強約束條件下的“快速凝固”及逐層堆積三維構件“内部質量演化”、複雜約束長期循環條件下“熱應力演化”。在國際上，熱應力控制，變形開裂預防、構件内部質量和力學性能控制及大型工程化裝置是國際公認制約增材制造技術發展的四大瓶頸問題。但為了滿足國家重大型号的研發需求，在該領域搶奪國際領先地位，團隊面對這樣的世界級挑戰并未退縮，咬緊牙關迎難而上，最終實現了主承力構件激光增材制造技術的突破。同時建立了成套系列裝置和國内首套大型關鍵金屬構件激光增材制造标準規範體系，推廣了增材制造在重大裝置制造業領域的成果應用和轉化。在王華明院士的帶領下，北航大型金屬構件增材制造團隊走出了一條産學研結合的自主創新之路。
激情敏性，卓越超越
2020年11月，第二屆教學大師獎、傑出教學獎和創新創業英才獎頒獎典禮在華南理工大學舉行。王華明院士榮獲傑出教學獎。專家評選委員會給予他高度評價：“他忠于黨的教育事業，心系祖國建設大計。任教三十餘載，他始終站在領域前沿，打造國之重器，科研成果直指星辰大海。堅守一顆初心，他從未離開育人崗位，培養時代英傑，躬耕講壇手植桃李滿園。赤子之心、精誠報國”。
2020年5月，習近平總書記5月29日在給袁隆平、鐘南山、葉培建等25位科技工作者代表的回信中指出，希望全國科技工作者弘揚優良傳統，堅定創新自信，着力攻克關鍵核心技術，促進産學研深度融合，勇于攀登科技高峰。來自各條戰線的科技工作者表示，将牢記總書記的殷殷囑托，為把我國建設成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。
作為給總書記寫信的25位科技工作者之一，王院士帶領團隊二十年如一日科研攻關，瞄準國家重大裝置發展需求和材料制造學科發展方向。此外，還有其他優秀的增材制造研究團隊一起深鑽細研的努力，使我國的激光增材制造技術後來居上，使我國成為全球唯一掌握高性能大型關鍵金屬構件激光增材制造技術并實現應用的國家。 對此王老師深有感觸：“我們的自主創新道路，最大優勢就是我國社會主義制度能夠集中力量辦大事。這是我們成就事業的重要法寶”。
言傳身教，教學相長
作為教育部首批“全國高校黃大年式”教師團隊，團隊形成老中青傳幫帶機制，将立德樹人、言傳身教、教書育人落到實處。團隊在王老師的帶領下，自上而下形成自主創新、艱苦奮鬥的作風。懷赤子之心，做“頂天立地”學問，為祖國源源不斷地輸送優秀人才。
團隊多年承擔本科生及研究生的教學工作，王老師自1995年以來，為學生們講授了《合金鋼與高溫合金》《金屬學原理》《物理冶金原理》《位錯理論》《先進材料制備科學與技術》等主要課程14門。他所教授的課程《增材制造技術》獲批2014年國家級精品視頻公開課。
在人才培養方面，團隊目前累計培養研究生百餘人，大多數已在金屬材料加工領域成為兼具理論底蘊與實踐能力的行業骨幹。其中包括“國家技術發明一等獎”獲得者4人、全國優博1人、提名2人、**科學技術一等獎和教育部自然科學一等獎獲得者14人次。在不斷壯大北航教師團隊的同時，也向航發各單位、中航工業各類飛機設計制造院所及其他高校源源不斷地輸送優秀人才。
團隊由青年教師擔任學生課業和生活的“引路人”，手把手教授科研技能，解決學生思想和知識層面的各種困惑。每周五下午由青年教師組織的全體組會，為課題組不同年級、不同研究方向的學生提供了交流和學習的平台。每周分别有一名博士和一名碩士針對其課題進展進行彙報，而老師和各級同學将對彙報内容提出不同的見解。同時，團隊還将黨建與科研相融合，在組會暢所欲言、熱烈讨論之後，師生黨員将共同進行黨課學習，做到黨建與科研雙促進雙提升。
此外，師生支部長期聯動，共同建成具有團隊特色的黨支部文化。今年5月，增材制造國家工程實驗室黨支部與研究生黨支部聯合組織開展黨史學習教育知識競賽活動，師生一同學習黨史知識。本次競賽活動持續一周時間，共計42名師生參與，通過黨史學習教育使師生黨員對中國共産黨波瀾壯闊、艱苦卓絕的革命史有了更深刻的理解。
總結
北航大型金屬構件增材制造團隊，隻是當今中國衆多攻克“卡脖子”關鍵技術的先進團隊的縮影。習近平總書記在福建考察時強調，我們國家進入科技發展第一方陣要靠創新，一味跟跑是行不通的，必須加快科技自立自強步伐。現如今，半導體芯片和航空發動機是國家“彎道超車”、“換道超車”的重點攻克問題，有無數的科研工作者在為這個目标不懈努力。就像今年4月習總書記在清華大學考察時，清華大學教師所言，在實現中華民族偉大複興的征程中，出大成果，寫大論文，上大舞台！
未來團隊将繼續在王華明院士的帶領下，攻堅克難 ，服務空天，為我國在航空發動機等重大國家戰略中實現“彎道超車”繼續貢獻力量！
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