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創(chuàng)新故事

凝心聚力逐夢(mèng)前行——記輕量化院增材制造團(tuán)隊(duì)發(fā)展實(shí)例

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時(shí)間:2020-08-15

為進(jìn)一步瞄準(zhǔn)國(guó)際科技前沿、滿足國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)和市場(chǎng)發(fā)展需求,輕量化院增材制造團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)運(yùn)而生。近年來,在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)際科技合作專項(xiàng)、智能專項(xiàng)、04專項(xiàng)等的支持下,增材制造團(tuán)隊(duì)從4人發(fā)展到目前的20人核心研發(fā)隊(duì)伍。團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人為80后青年學(xué)術(shù)帶頭人,團(tuán)隊(duì)成員平均年齡不足35歲,專業(yè)領(lǐng)域涵蓋材料科學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、激光加工、數(shù)值模擬等方向,團(tuán)隊(duì)成員90%以上具有博士、碩士學(xué)位,中共黨員比例達(dá)80%以上。目前,團(tuán)隊(duì)主要圍繞增材制造用高性能金屬粉末制備、超高速率激光熔覆、3D打印等領(lǐng)域開展技術(shù)研究及成果轉(zhuǎn)化工作,榮獲中國(guó)機(jī)械工業(yè)“十二五”優(yōu)秀創(chuàng)新團(tuán)隊(duì),并先后獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)、北京市科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)、中國(guó)專利優(yōu)秀獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。累計(jì)申請(qǐng)各類專利40余項(xiàng),獲授權(quán)發(fā)明專利20余項(xiàng)。
       定方向,搭團(tuán)隊(duì),建平臺(tái)
       增材制造技術(shù)被視為第三次工業(yè)革命的重要標(biāo)志,長(zhǎng)期以來,其材料、裝備、工藝多被歐美企業(yè)所壟斷,極大限制了我國(guó)增材制造產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
       懷揣著服務(wù)國(guó)家高端制造業(yè)戰(zhàn)略的極大熱情和對(duì)市場(chǎng)需求的高度敏銳感,團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人確定了以高性能金屬粉末材料制備為基礎(chǔ)、以超高速激光熔覆、3D打印、粉末冶金等金屬粉末應(yīng)用為重點(diǎn)的發(fā)展方向,以及打造世界一流增材制造團(tuán)隊(duì)的發(fā)展目標(biāo)。
       在科研經(jīng)費(fèi)嚴(yán)重不足、薪資待遇明顯偏低的情況下,一大批來自清華、北航等高校的優(yōu)秀博士、碩士因心懷推動(dòng)增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的共同理想,加入到增材制造團(tuán)隊(duì),形成了一支涵蓋材料科學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、激光加工、數(shù)值模擬等方向的高素質(zhì)研發(fā)隊(duì)伍,并自籌建立了首個(gè)集高性能金屬粉末制備、檢測(cè)及應(yīng)用于一體的全流程綜合實(shí)驗(yàn)室,為團(tuán)隊(duì)的高效快速發(fā)展奠定了重要的硬件基礎(chǔ)。


       秉承工匠精神,弘揚(yáng)中國(guó)制造
       高性能金屬粉末是金屬增材制造技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈中重要的一環(huán),國(guó)內(nèi)生產(chǎn)該類粉材需要的真空氣霧化設(shè)備與國(guó)外同類設(shè)備相比,在霧化系統(tǒng)效率、設(shè)備可靠性方面存在差距,由此導(dǎo)致金屬粉末產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)成本較進(jìn)口產(chǎn)品有較大劣勢(shì)。為解決這些問題,團(tuán)隊(duì)決定自主開發(fā)國(guó)內(nèi)首臺(tái)(套)技術(shù)裝備——500kg級(jí)大型真空氣霧化設(shè)備。
       然而,國(guó)內(nèi)沒有任何加工制造商有500kg級(jí)真空氣霧化設(shè)備的制造經(jīng)驗(yàn),所有設(shè)備制造商均表示難度太大,不敢承接。為解決此問題,團(tuán)隊(duì)成員深入制造廠家,共同參與到了幾乎每一個(gè)設(shè)備零部件的生產(chǎn)制造過程中。在安裝調(diào)試時(shí),由于首次應(yīng)用雙中間包霧化系統(tǒng)、氣氛在線檢測(cè)系統(tǒng)等新技術(shù),強(qiáng)弱電干擾、真空度不足等一個(gè)個(gè)問題開始顯現(xiàn),團(tuán)隊(duì)成員努力攻關(guān),技術(shù)骨干長(zhǎng)駐現(xiàn)場(chǎng),黨員干部身先士卒,每天工作16小時(shí),時(shí)常凌晨?jī)牲c(diǎn)多才能回到住處。從驕陽似火的8月到大雪紛飛的12月,從酷暑到嚴(yán)冬,一干就是5個(gè)月。最終,500kg真空氣霧化裝備各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到協(xié)議要求,首臺(tái)套技術(shù)裝備順利投產(chǎn)。


       500kg真空氣霧化設(shè)備投產(chǎn)的消息很快轟動(dòng)了真空氣霧化制粉領(lǐng)域。德國(guó)西馬克集團(tuán)(SMS)在聽取了該項(xiàng)目的介紹后,對(duì)中國(guó)在該方向取得的成就表示驚嘆,并在西馬克集團(tuán)辦公樓前升起中國(guó)國(guó)旗。中國(guó)人的工匠精神和裝備制造水平得到了德國(guó)專家的高度贊譽(yù)!


       研發(fā)尖端工藝,助力綠色升級(jí)
       眾所周知,電鍍技術(shù)雖然在金屬表面防護(hù)、裝飾加工等方面發(fā)揮了很大作用,但其污染非常嚴(yán)重。黨的十九大報(bào)告明確提出,要建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)體系,構(gòu)建市場(chǎng)導(dǎo)向的綠色技術(shù)創(chuàng)新體系,推進(jìn)資源全面節(jié)約和循環(huán)利用。
       和傳統(tǒng)的熔覆激光技術(shù)相比,超高速激光熔覆技術(shù)的工作效率要快上百倍。第一次在德國(guó)看到這項(xiàng)技術(shù)時(shí),增材制造團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人敏銳地感覺到,通過引進(jìn)德國(guó)先進(jìn)工藝技術(shù),針對(duì)我國(guó)的市場(chǎng)需求,研發(fā)配套的工藝、裝備、材料和應(yīng)用驗(yàn)證,形成產(chǎn)業(yè)化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化,繼而進(jìn)行二次研發(fā)改進(jìn),會(huì)極大地解決我國(guó)長(zhǎng)期以來存在的電鍍污染問題,這對(duì)于我國(guó)實(shí)現(xiàn)“中國(guó)制造2025規(guī)劃”有很好的實(shí)踐意義。
       經(jīng)過深度交流,我們與德國(guó)弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所達(dá)成共識(shí),隨即開展了聯(lián)合研究工作。2017年,雙方共同申請(qǐng)承擔(dān)了戰(zhàn)略性國(guó)際科技創(chuàng)新合作重點(diǎn)專項(xiàng)——“大型金屬構(gòu)件超高速激光熔覆及其粉末制備關(guān)鍵技術(shù)研究與示范應(yīng)用”項(xiàng)目。該技術(shù)可以1m2/h的效率在零件基體上制備耐磨耐蝕涂層,為替代電鍍鉻等提供了一種有效解決途徑。2017年10月31日,《科技日?qǐng)?bào)》題為《超高速激光熔覆技術(shù):為中國(guó)綠色制造再添新動(dòng)能》對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了整版報(bào)道。
       “合抱之木,生于毫末;九層之臺(tái),起于壘土”。增材制造團(tuán)隊(duì)從創(chuàng)立之初的人手不足、方向單一,發(fā)展到現(xiàn)在高學(xué)歷、多學(xué)科融合互補(bǔ)的富有競(jìng)爭(zhēng)力的核心研發(fā)隊(duì)伍;從研發(fā)基礎(chǔ)單薄、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)匱乏,到現(xiàn)在全產(chǎn)業(yè)鏈裝備順利投產(chǎn)、成果轉(zhuǎn)化捷報(bào)頻傳。一路走來,堅(jiān)定的信仰和篤定的目標(biāo)是支撐我們不斷向前的不竭動(dòng)力?;厥走^去,有太多的感動(dòng)與故事;展望未來,更廣闊的天空等待著我們?nèi)ジ?jìng)逐。增材制造團(tuán)隊(duì)的科技工作者站在推進(jìn)歷史變革的潮頭,秉承工匠精神,肩負(fù)更加神圣的使命。我們將共同懷揣中華民族偉大復(fù)興的共同理想,不忘初心跟黨走,續(xù)夢(mèng)攜手共前行! 

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