大國製造「東北狼」——記三獲國家技術發明獎的團隊

中新社北京1月8日電題：大國製造「東北狼」——記三獲國家技術發明獎的團隊

中新社記者 張素

「我們就是一群『東北狼』。」大連理工大學現代製造技術科研團隊代表在接受記者採訪時開門見山。這群「東北狼」有30餘位核心成員，來自材料、力學、機械和控制等領域。近9年內，他們三獲國家技術發明獎。

2008年，團隊創始人、中國工程院院士郭東明等獲國家技術發明獎一等獎。2014年，團隊領軍人賈振元的研究成果獲國家技術發明獎二等獎。2018年1月8日，賈振元等獲2017年度國家技術發明獎一等獎。

「三次獲獎，都是解決關鍵零部件的加工原理及相關工藝，既有關聯更有差別。」賈振元對中新社記者說。

今年獲獎項目名為「高性能碳纖維複合材料構件高質高效加工技術與裝備」，是從源頭上解決航空、航天、交通領域高端裝備所選用的新型材料「碳纖維增強樹脂基複合材料」在構件加工中面臨的世界性難題。

「強度比鋼強，比重比鋁輕，導電性能比銅好。」賈振元說，由碳纖維為增強相製備的樹脂基複合材料，易實現材料與結構整體同步製造，可減少連接，已成為航空、航天、交通等領域高端裝備減重增效的優選材料。但用傳統加工方式極易產生毛刺、撕裂等損傷，繼而影響性能，「毛刺、撕裂將使疲勞壽命和拉伸強度下降9%至30%」。

國內外研究中缺乏系統的共性基礎理論，國際通行做法是花費大量時間和精力，採用多次實驗對比加工效果來改進傳統刀具。中國科學家無法得到實際經驗，致使「中國製造」受制於人。

比如，複合材料占機身比重是衡量航空飛機先進性的一項重要指標，空中客車A380達到25%，波音787達到50%，中國國產支線客機ARJ僅為2%。然而中俄正在合作研製的遠程寬體客機C929的目標是「超過50%」。

「科研工作一定要服務於國家重大需求。」賈振元說，想要在短時間內從並跑到領跑，「沒有基礎研究做支撐，你就超不過去」。

這支科研團隊決定突破傳統金屬等均質材料切削理論體系的束縛，開闢和建立一個適應碳纖維複合材料加工的全新的理論體系。得益於團隊內交叉融合，又有國家項目經費支持，他們終於啃下「硬骨頭」。

「我們要弄清楚損傷是怎麼產生的，整個研究過程充滿挑戰，往往要經過成百上千次的實驗。」團隊成員、大連理工大學教授王福吉回憶說，有些實驗做了半年都沒有一點進展。不過，得益於領頭人方向把得准，「我們的彎路走得少」。

最終，賈振元團隊揭示了碳纖維複合材料去除機理和損傷形成機制，提出針對碳纖維複合材料加工的切削理論，建立了切削力和切削過程動態模擬模型，實現了「源頭創新」。

工欲善其事，必先利其器。研發團隊在基礎理論上取得重大突破後，反過來進行應用實踐研究，先後發明三類9個系列的制孔、銑削等刀具。他們找到碳纖維複合材料切削質量隨溫度變化的規律，研發出13台套數控加工工藝裝備，填補國內空白。

賈振元說，新研製的技術裝備及刀具從2010年開始應用，使複合材料加工損傷由原來的厘米、毫米量級減到0.1毫米內。這些刀具的壽命高於進口刀具2至7倍，價格僅是後者的四分之一。還有一些以往無法加工或只能手工加工的裝備，如今做到低損傷數字化加工。

團隊成員、大連理工大學教授高航還記得有一次到企業推廣刀具，對方提出「如果能當場連續加工100個孔，我們就信服」。結果，他們用刀具乾淨利落地在一塊複合材料板上鑽出100個孔，贏得用戶信任。

據不完全統計，上述裝備及刀具授權發明專利27項、軟體著作權3項，發表論文54篇，相繼應用於航天一院、航天三院、中航工業、中國商飛等企業，成為中國航空航天多個重點型號關鍵複合材料構件高質高效加工的「利器」。

既是「東北狼」，他們也以振興東北老工業基地為使命。以這支團隊為主要骨幹創建了國家級遼寧省重大裝備製造協同創新中心，主動牽頭對接當地老廠，把科研做到國家需要的地方。(完)

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