顾冬冬：3D打印机翼

马首山

一个复杂的构件，在3D打印结束之前，你永远不知道它会以怎样一种状态呈现在你眼前，这是3D打印蕴藏的让人永不厌倦的美。

飞机机翼将会像鸟的翅膀一样

很多人或许觉得，精于科研、忙于教学的科学工作者应该有着一副身材消瘦、眼眶深陷、不善言谈的“脸谱”，但戴着无框眼镜、爱说爱笑的80后教授顾冬冬，给人的亲和劲儿倒頗像一位邻家兄长。

在激光增材制造（即3D打印）领域颇有造诣的顾冬冬，31岁破格晋升为南京航空航天大学材料科学与技术学院教授，“热爱”和“专注”让他做出了同龄人难以企及的高度。

顾冬冬常年奋斗在科研工作一线，为3D打印的发展贡献着智慧和力量。

刚博士毕业时，顾冬冬申请了一个科研项目，只有10万元经费，但如今手上的新项目经费已经翻了几十倍。由于实验材料和打印技术的精密要求，进行一次金属3D打印的实验成本很高。国家充足的资金投入，让科研不再有后顾之忧，学者可以放开手脚大胆尝试。

说起国内的激光增材制造技术发展水平，顾冬冬表示，国内的工业基础决定了增材制造的部分核心部件和材料仍需依靠国外进口，但国内增材制造技术发展也是各有千秋，某些领域甚至走在国际前列。“比如选区激光熔化3D打印技术，虽发明于德国，但国内在材料、工艺及性能等诸多方面已实现了创新发展，并成功应用于航空航天等领域。”因此，一定要注重特色与创新发展。多年来，顾冬冬团队围绕激光精密增材制造技术，针对高性能难加工金属材料零件和新型复合材料零件及其航空航天应用，坚持有所为有所不为，奋力走在特色发展的前沿。

“前几年我们想着能把零件的样子打印出来就不错了，但现在我们希望打印出来的这些零件具有更多功能。”顾冬冬指着实验室里的一批金属构件说，“像这个铝基纳米复合材料构件，就会应用在下一代飞行器的可变形机翼上，下一代的机翼，将会像鸟的翅膀一样可以变形。”即使在今天，这样超前的技术，在很多人看来仍旧是不可想象的，然而科技的迅猛发展，即将让3D打印飞机机翼变成现实。

手握充足的科研经费，为了不辱使命，顾冬冬时常觉得压力很大。在他看来，仅仅是完成任务做出一般成果，并不足以回馈国家的经费投入，而是一定要做国际一流的研究。

实验日程虽然忙碌，但顾冬冬团队实验室的桌子上还是整齐地码放着咖啡和苏打水。“做实验虽然很辛苦，但我们工作之余玩得也很好。”尽管面对科研，顾冬冬时常是严肃、一丝不苟的，但顾冬冬还是希望学生们能怀着轻松的心态工作，“向欧洲人学习，该喝咖啡喝咖啡，该休假就休假。”

中国学者的腰杆和企业的工匠精神

顾冬冬团队实验室研发的选区激光熔化增材制造技术，源自德国弗劳恩霍夫激光技术研究所。2009年受德国洪堡基金资助，顾冬冬前往德国进行了为期两年的金属增材制造研究。在顾冬冬看来，这段经历成为他科研生涯的重要拐点。从最初的学习应用德国技术，到如今自主走在科技前沿，这些年，顾冬冬见证了中国金属增材制造技术的迅猛发展。

2015年，顾冬冬作为中方主席，联合弗劳恩霍夫研究所在德国亚琛举办中德增材制造论坛。当时与会的中方教授曾感慨，2010年参加首届中德论坛时，还不是很自信，但到2015年时，中德之间的技术差距似乎没那么明显了，中国学者的腰杆更硬了。

这几年在增材制造领域，中德两国各有千秋。“德国的特色是原创性的装备、材料和工艺，中国是有很好的应用，特别是航空航天方面。”顾冬冬介绍，“有的应用在卫星、深空探测器等航天器上，有的则应用在先进飞机等航空器上。”

“要对中国制造有信心。”在向国际高水平科学技术学习的同时，顾冬冬主张国内科研团队能够保持自己最优秀的东西，比如在国际学术会议上，“一方面向国际先进水平学习，另一方面要在中国本土做出世界一流的成果。”

行走在中德智能制造交流对话的前沿，顾冬冬对中德制造业的发展差距有着直观的体会。在顾冬冬看来，中国制造业升级，科研先导很重要，企业的产业布局和经营理念调整，同样很有必要。顾冬冬对德国制造业的分工明确印象深刻，“在德国，不管企业大小，分工都很明确，他们总是很专注地在做一件事。”

“各自专注于一个领域，把一项技术或产品做到极致。”基于此，顾冬冬建议中小企业在发展中可以借鉴德国模式，不一味贪求全链条，而是尝试建立企业的核心优势，在某些特色和优势领域做到极致。

教学与科研互为表里

重要科学技术的进展，往往伴随着相关学术论文的发表。顾冬冬认为，任何一篇高水平论文，都是建立在一次又一次科学实验基础之上的，涉及大量实验数据的积累和分析，是科研人员长期辛勤工作的结果。顾冬冬希望年轻学者能有积极主动、求真务实的工作态度。“要相信天道酬勤，年轻人就应该努力拼搏。不骄躁、不抱怨，拿成果和成绩说话。”这些朴实的观点时刻渗透在顾冬冬培养的学生的意识和行动之中。

“对于理工科教师，通过做科研，可以将学科前沿知识和经验带到课堂上。”顾冬冬认为，教学工作和科研工作互为表里，不可分割。在为本科生上课时，他经常会为了解释清楚一个知识点，专门找出相关的SCI论文，然后结合论文给学生讲授理论知识。有时候，他甚至会直接在课堂上打开数字图书馆，当场搜出数据库里的论文，然后让学生看看论文里的一些片段是不是书本上的基础内容。“再高深的研究突破，也是由书本上的基础知识和经典理论推广延伸出来的。”这样理论与实践相结合的授课模式，真正做到了寓教于用，常常能引起学生们极大的兴趣，同时也提高了授课效率。

作为活跃在金属增材制造研究前沿的青年教授，顾冬冬及其团队的研究成果在国内外形成了较高的影响力和知名度。2012年，顾冬冬获得德国联邦教育和科研部BMBF颁发的Green Talents（绿色精英）奖；2015年获高等学校科学研究优秀成果奖（自然科学奖）二等奖、江苏省科学技术奖二等奖；2018年4月，顾冬冬荣获德国弗劳恩霍夫-贝塞尔研究奖，成为该奖项设置以来首位获此殊荣的中国大陆学者。

面对一系列荣誉，顾冬冬笑谈：“我们的技术，与世界一流水平还有差距，仍需百尺竿头，更进一步。”立足江苏、放眼全球，为增材制造的技术进步及本土产业化应用做出一些有益探索，是顾冬冬团队未来的美好愿景之一。