顧冬冬：3D打印機翼

本刊記者 馬首山

飛機機翼將會像鳥的翅膀一樣

很多人或許覺得，精于科研、忙于教學的科學工作者應該有著一副身材消瘦、眼眶深陷、不善言談的“臉譜”，但戴著無框眼鏡、愛說愛笑的80后教授顧冬冬，給人的親和勁兒倒頗像一位鄰家兄長。

在激光增材制造（即3D打印）領域頗有造詣的顧冬冬，31歲破格晉升為南京航空航天大學材料科學與技術學院教授，“熱愛”和“專注”讓他做出了同齡人難以企及的高度。

顧冬冬常年奮斗在科研工作一線，為3D打印的發展貢獻著智慧和力量。

剛博士畢業時，顧冬冬申請了一個科研項目，只有10萬元經費，但如今手上的新項目經費已經翻了幾十倍。由于實驗材料和打印技術的精密要求，進行一次金屬3D打印的實驗成本很高。國家充足的資金投入，讓科研不再有后顧之憂，學者可以放開手腳大膽嘗試。

說起國內的激光增材制造技術發展水平，顧冬冬表示，國內的工業基礎決定了增材制造的部分核心部件和材料仍需依靠國外進口，但國內增材制造技術發展也是各有千秋，某些領域甚至走在國際前列。“比如選區激光熔化3D打印技術，雖發明于德國，但國內在材料、工藝及性能等諸多方面已實現了創新發展，并成功應用于航空航天等領域。”因此，一定要注重特色與創新發展。多年來，顧冬冬團隊圍繞激光精密增材制造技術，針對高性能難加工金屬材料零件和新型復合材料零件及其航空航天應用，堅持有所為有所不為，奮力走在特色發展的前沿。

“前幾年我們想著能把零件的樣子打印出來就不錯了，但現在我們希望打印出來的這些零件具有更多功能。”顧冬冬指著實驗室里的一批金屬構件說，“像這個鋁基納米復合材料構件，就會應用在下一代飛行器的可變形機翼上，下一代的機翼，將會像鳥的翅膀一樣可以變形。”即使在今天，這樣超前的技術，在很多人看來仍舊是不可想象的，然而科技的迅猛發展，即將讓3D打印飛機機翼變成現實。

手握充足的科研經費，為了不辱使命，顧冬冬時常覺得壓力很大。在他看來，僅僅是完成任務做出一般成果，并不足以回饋國家的經費投入，而是一定要做國際一流的研究。

實驗日程雖然忙碌，但顧冬冬團隊實驗室的桌子上還是整齊地碼放著咖啡和蘇打水。“做實驗雖然很辛苦，但我們工作之余玩得也很好。”盡管面對科研，顧冬冬時常是嚴肅、一絲不茍的，但顧冬冬還是希望學生們能懷著輕松的心態工作，“向歐洲人學習，該喝咖啡喝咖啡，該休假就休假。”

中國學者的腰桿和企業的工匠精神

顧冬冬團隊實驗室研發的選區激光熔化增材制造技術，源自德國弗勞恩霍夫激光技術研究所。2009年受德國洪堡基金資助，顧冬冬前往德國進行了為期兩年的金屬增材制造研究。在顧冬冬看來，這段經歷成為他科研生涯的重要拐點。從最初的學習應用德國技術，到如今自主走在科技前沿，這些年，顧冬冬見證了中國金屬增材制造技術的迅猛發展。

2015年，顧冬冬作為中方主席，聯合弗勞恩霍夫研究所在德國亞琛舉辦中德增材制造論壇。當時與會的中方教授曾感慨，2010年參加首屆中德論壇時，還不是很自信，但到2015年時，中德之間的技術差距似乎沒那么明顯了，中國學者的腰桿更硬了。

這幾年在增材制造領域，中德兩國各有千秋。“德國的特色是原創性的裝備、材料和工藝，中國是有很好的應用，特別是航空航天方面。”顧冬冬介紹，“有的應用在衛星、深空探測器等航天器上，有的則應用在先進飛機等航空器上。”

“要對中國制造有信心。”在向國際高水平科學技術學習的同時，顧冬冬主張國內科研團隊能夠保持自己最優秀的東西，比如在國際學術會議上，“一方面向國際先進水平學習，另一方面要在中國本土做出世界一流的成果。”

行走在中德智能制造交流對話的前沿，顧冬冬對中德制造業的發展差距有著直觀的體會。在顧冬冬看來，中國制造業升級，科研先導很重要，企業的產業布局和經營理念調整，同樣很有必要。顧冬冬對德國制造業的分工明確印象深刻,“在德國，不管企業大小，分工都很明確，他們總是很專注地在做一件事。”

“各自專注于一個領域，把一項技術或產品做到極致。”基于此，顧冬冬建議中小企業在發展中可以借鑒德國模式，不一味貪求全鏈條，而是嘗試建立企業的核心優勢，在某些特色和優勢領域做到極致。

教學與科研互為表里

重要科學技術的進展，往往伴隨著相關學術論文的發表。顧冬冬認為，任何一篇高水平論文，都是建立在一次又一次科學實驗基礎之上的，涉及大量實驗數據的積累和分析，是科研人員長期辛勤工作的結果。顧冬冬希望年輕學者能有積極主動、求真務實的工作態度。“要相信天道酬勤，年輕人就應該努力拼搏。不驕躁、不抱怨，拿成果和成績說話。”這些樸實的觀點時刻滲透在顧冬冬培養的學生的意識和行動之中。

“對于理工科教師，通過做科研，可以將學科前沿知識和經驗帶到課堂上。”顧冬冬認為，教學工作和科研工作互為表里，不可分割。在為本科生上課時，他經常會為了解釋清楚一個知識點，專門找出相關的SCI論文，然后結合論文給學生講授理論知識。有時候，他甚至會直接在課堂上打開數字圖書館，當場搜出數據庫里的論文，然后讓學生看看論文里的一些片段是不是書本上的基礎內容。“再高深的研究突破，也是由書本上的基礎知識和經典理論推廣延伸出來的。”這樣理論與實踐相結合的授課模式，真正做到了寓教于用，常常能引起學生們極大的興趣，同時也提高了授課效率。

作為活躍在金屬增材制造研究前沿的青年教授，顧冬冬及其團隊的研究成果在國內外形成了較高的影響力和知名度。2012年，顧冬冬獲得德國聯邦教育和科研部BMBF頒發的GreenTalents（綠色精英）獎；2015年獲高等學校科學研究優秀成果獎（自然科學獎）二等獎、江蘇省科學技術獎二等獎；2018年4月，顧冬冬榮獲德國弗勞恩霍夫-貝塞爾研究獎，成為該獎項設置以來首位獲此殊榮的中國大陸學者。

面對一系列榮譽，顧冬冬笑談：“我們的技術，與世界一流水平還有差距，仍需百尺竿頭，更進一步。”立足江蘇、放眼全球，為增材制造的技術進步及本土產業化應用做出一些有益探索，是顧冬冬團隊未來的美好愿景之一。