作者:陈瑜 来源:科技日报 发布时间:2018/3/29 10:06:45
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动“脑”的绑定动“手”的
产学研合作 把创新从实验室搬上流水线

 

因为千万级的技术转移费用,曾晓雁和他的激光3D打印技术两年前首次进入大众媒体视野。两年多来,上海电气(集团)公司与华中科技大学互相绑定组建“联合体”,推进产学研合作,进一步促进科技成果转化。作为领军人物,曾晓雁的名字也为越来越多的人所熟知。

“丑媳妇见了公婆,公婆说:还不错!感谢团队全体人员的共同努力!我们起航了!”3月27日,回忆起月初在增材制造行业年度盛典——2018亚洲增材制造展览会的“首秀”,上海探真激光技术有限公司(以下简称“探真技术”)领军人、华中科技大学武汉光电国家研究中心(原武汉光电国家实验室)教授曾晓雁仍激动不已。

在这场云集了近200家行业翘楚的展览中,首次亮相的探真技术正式推出三款系列产品,引起广泛关注。“与以往不同,这次是真正的产品了。”跟记者说到这次展览,曾晓雁明显加重了“产品”二字的语气。

2016年1月,因为千万级的技术转移费用,曾晓雁和他的激光3D打印技术首次进入大众媒体视野。在此之前,就连在华中科技大学校内,曾晓雁的名字也并不为众人知晓,甚至有人误以为他是一名女性。

两年多来,上海电气(集团)公司(以下简称“上海电气”)与华中科技大学互相绑定组建“联合体”——探真技术,推进产学研合作,进一步促进科技成果转化。作为领军人物,曾晓雁的名字也为越来越多的人所熟知。

瞄准我国航空航天产业“短板”

2018年我国宇航发射任务有望突破40次。发射任务成倍增加,还要满足“产能提升、可靠性提升、质效提升和绿色无污染”的要求,作为航天工程中的重要运输工具,运载火箭的大量复杂结构特别是钛合金结构亟需寻找新的制造工艺。

涡轮泵叶轮是航空发动机的关键部件,但传统工艺方法已经无法满足新型、高性能飞行器要求。金属零件的激光增材制造技术(又称激光3D打印技术)提供了新的选择。

曾晓雁说,基于自动铺粉的激光选区熔化成形(SLM)技术是众多金属3D打印技术中难度系数最大、最受国内外关注的技术之一。它采用激光加工特有的扫描振镜高速移动聚焦激光束,对逐层均匀预置的粉末层选择性熔化,实现金属零件的成形。其主要优点是成形精度高,后续几乎不需要机械加工,可以制造各种复杂精密金属零件,实现结构功能一体化、轻量化,满足航空航天领域广泛的应用需求。

但是,SLM技术和装备也存在瓶颈——成形效率低、成形尺寸有限。

“与国际先进水平相比,以前我国在SLM技术和装备领域有较大差距,大部分装备依赖进口。”曾晓雁说。

能工巧匠融入团队加速科研变产品

早在2007年,曾晓雁团队就研制出第一台SLM装备,尺寸为80×80×80mm3。

该装备实现了复杂金属零件的高精度成形,可提高零件成形效率,缩短装备研制周期。但曾晓雁发现,受自身条件所限,上述设备只是“原型机”,即只能从原理上验证技术行得通,距离工业批产应用存在一定的差距。此外,设备难以满足企业的招标周期。

在德国柏林工业大学激光研究所的短期访问研究经历启发了曾晓雁。

“在那里,学术团队中不仅有教授、博士生和硕士生,还有一群技术高超的工程师。”让曾晓雁深受触动的是,这些“能工巧匠”虽然不能够独立“产出”学术思想,但却善于把出思想的人的“想法”变成现实。该所通过将出思想的人和干活的人结合起来,形成一个相对完整的创新链条,从而加速创新过程。

有鉴于此,为加速成果转化,几经甄选,团队选择与武汉新瑞达激光工程有限责任公司合作,公司的十多名工程技术人员全面融入科研团队,共同致力于SLM设备的研发、定型与生产。

经过几年的努力,他们生产的三台SLM装备被航天系统单位采购并得到应用。

2011年,曾晓雁团队在国际上率先提出了多光束SLM成形的技术路线,可显著提升大尺寸金属零件成形效率。相关技术获得我国发明专利。

2015年,在国家863计划项目、国家自然科学基金项目等资助下, 曾晓雁带领团队率先在国际上研制出4光束大尺寸SLM增材制造装备,零件最大成形体积为500×500×530mm3。这是当时国际上成形尺寸最大、效率最高的SLM装备,在行业里引起巨大反响,所打印的零件已在航空航天领域得到应用。

但激光3D打印技术和装备综合性极强、更新换代迅速,曾晓雁感到,仅仅依靠现有团队进行产业化,周期太长,无法满足3D打印技术迅速崛起的市场需求。

扎实完成实验室成果向产业化跨越

为加速推进激光3D打印技术的产业化,2016年1月,华中科技大学和武汉新瑞达激光工程有限责任公司一起,以千万元技术转移费用,将该技术涉及的17项知识产权全部转移给上海电气。后者则投入数千万元,并从集团机床行业中抽调一批技术精湛的高级工程师,和学校研发团队组建专业化3D打印装备公司——探真技术。

如今两年过去了,探真技术生产的激光3D打印装备逐渐走向市场,并形成各有侧重的系列产品TZ-SLM500A、TZ-SLM300A、TZ-SLM120。

曾晓雁举例说,TZ-SLM500A设备将实验室原有的4光束SLM成形装备成形范围从500×500×530mm3扩展到500×500×1000mm3,特别是将粉末后处理等多种功能集成进去,在保证零件成型质量前提下实现了更大尺寸、更高沉积效率和更高精度的融合,设备品质显著提升。也就是说,团队花两年时间扎扎实实地完成了从实验室成果向产业化的跨越。

2017年,由曾晓雁牵头、联合上海电气申报的国家重点研发计划项目,已获得科技部批准。

“预计四年后结题时,我们将在激光增材/减材复合制造装备方面获得突破。”曾晓雁说。

改革考核体系让更多“曾晓雁”涌现

曾晓雁的团队聚集了7名教授、5名副教授。经过长期坚持不懈的努力,团队出现了创新成果群,并且大部分都走向了工业应用。SLM技术和装备只是其中之一。

曾晓雁表示,学校出台了一系列内部管理文件,鼓励教师参与社会服务和科技成果转化。但放眼全国,他认为,目前的教师考核体系仍不利于科技成果转化。

比如,虽然有些关键技术能解决国家的一些问题,但该技术并不一定适合发表高“影响因子”文章,导致年轻老师在申请各种“帽子”(指各种学术头衔)时缺乏竞争力,而“帽子”又和个人职称晋升和待遇密切相关,严重挫伤青年科技人员的积极性。

“要解决这一问题,必须改变此前人才评价体制中‘重论文、轻应用’、按照论文‘档次’和‘影响因子’论英雄的现状,将对应用技术及成果方面的评价摆到同样重要的地位。”在曾晓雁看来,这样才能让参加研究的青年学者安心从事应用基础和技术开发的科研活动,而不是跟风,什么“热”就研究什么。换句话说,现在的人才评价标准要彻底改变。

 
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