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中航專家研究3D打印技術(shù)10年 應(yīng)用到重點(diǎn)型號(hào)

中航專家研究3D打印技術(shù)10年 應(yīng)用到重點(diǎn)型號(hào)

2013-10-15 17:43:48

  讓中國(guó)夢(mèng)在世界的沃土上開花——記中航工業(yè)特種加工技術(shù)首席專家鞏水利

  2013年,鞏水利在即將進(jìn)入知天命之年時(shí)站到了焊接領(lǐng)域最高學(xué)術(shù)獎(jiǎng)——布魯克獎(jiǎng)的領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)上。英國(guó)焊接研究所(TWI)每年從來自120多個(gè)國(guó)家的4000余會(huì)員單位中推薦提名,最終將該獎(jiǎng)項(xiàng)授予一位專家,以表彰其在焊接或連接科學(xué)技術(shù)與工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域做出的卓越貢獻(xiàn)。這次獲獎(jiǎng)不僅是對(duì)鞏水利及其團(tuán)隊(duì)的認(rèn)可,也是對(duì)中航工業(yè)推動(dòng)材料連接技術(shù)進(jìn)步的肯定。

  焊接也可以搞出名堂來

  1985年,畢業(yè)于沈陽工業(yè)大學(xué)焊接專業(yè)的鞏水利服從國(guó)家分配,奔赴軍營(yíng),為祖國(guó)國(guó)防事業(yè)貢獻(xiàn)了17年的青春。2002年,他來到了中航工業(yè)北京航空制造工程研究所,跟隨關(guān)橋院士,開始從事高能束流加工技術(shù)國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的相關(guān)工作。

  關(guān)橋院士是“低應(yīng)力無變形焊接”理論的創(chuàng)始人,2004年成為第一個(gè)獲得布魯克獎(jiǎng)?wù)碌闹袊?guó)人。關(guān)院士治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn),對(duì)鞏水利的要求極為嚴(yán)格,但也經(jīng)常表達(dá)對(duì)愛將的贊賞,說他真正繼承了老一輩科研工作者的精神。時(shí)隔9年后,近80高齡的關(guān)院士親自陪同愛將來到英國(guó)領(lǐng)取布魯克獎(jiǎng)?wù)隆T趧虼髮W(xué)國(guó)王學(xué)院的宴會(huì)廳里,關(guān)院士欣慰地看著鞏水利向世界介紹中國(guó)高能束流焊接技術(shù)的進(jìn)展。

  鞏水利英語基礎(chǔ)好,時(shí)時(shí)關(guān)注國(guó)際上焊接技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài),為單位搭建了國(guó)際交流與合作的平臺(tái)。在這過程中,他牢牢地掌握著未來科技發(fā)展方向,憑借敏銳的洞察力,總是能夠捕捉到科技創(chuàng)新點(diǎn)。

  2003年,國(guó)外實(shí)現(xiàn)了A318鋁合金下壁板結(jié)構(gòu)雙光束C02激光填絲焊和YAG激光填絲焊,它代替?zhèn)鹘y(tǒng)鉚結(jié)構(gòu)減輕了飛機(jī)機(jī)身重量的20%,同時(shí)也節(jié)約了20%的成本。鞏水利認(rèn)定激光焊接技術(shù)將對(duì)我國(guó)傳統(tǒng)航空制造業(yè)改造升級(jí)產(chǎn)生重大意義。隨后他立即申請(qǐng)多項(xiàng)相關(guān)預(yù)研課題,組織攻關(guān)團(tuán)隊(duì),在國(guó)內(nèi)率先將“雙光束激光焊接”技術(shù)引入到課題研究中,并且從一開始就醞釀要將這項(xiàng)技術(shù)用到飛機(jī)制造中。

  然而預(yù)研項(xiàng)目的基礎(chǔ)研究階段就屢遇險(xiǎn)阻,團(tuán)隊(duì)成員不斷對(duì)技術(shù)可行性提出質(zhì)疑。但鞏水利從未動(dòng)搖過,不斷鼓勵(lì)身邊的同事,帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)全身心投入項(xiàng)目研究中。經(jīng)過團(tuán)隊(duì)成員無數(shù)日夜奮戰(zhàn),基礎(chǔ)試驗(yàn)終于在“十二五”期間取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。

  在此基礎(chǔ)上,鞏水利把握機(jī)會(huì),乘勝追擊,推廣團(tuán)隊(duì)的研究成果,并向某飛機(jī)設(shè)計(jì)所交底初步技術(shù),向他們推介雙光束激光焊接的優(yōu)越性和可行性。該設(shè)計(jì)所經(jīng)多方考證和評(píng)估,毅然決定將該技術(shù)用于某飛機(jī)帶筋壁板的制造,實(shí)現(xiàn)了最初要把“雙光束激光焊接”技術(shù)應(yīng)用到飛機(jī)制造的目標(biāo)。

  而后,研究團(tuán)隊(duì)團(tuán)結(jié)一致,繼續(xù)突破了輕質(zhì)合金激光焊接填絲精度控制等關(guān)鍵技術(shù),集成創(chuàng)新研制了雙光束激光填絲復(fù)合焊接裝置,建立了國(guó)內(nèi)首個(gè)大功率雙光束激光填絲焊接平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了大型薄壁結(jié)構(gòu)T型接頭雙光束雙側(cè)同步焊接,并首次成功應(yīng)用于航空帶筋壁板關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件的焊接制造中,在我國(guó)新型飛機(jī)研制中發(fā)揮了重要作用。

  將3D打印技術(shù)用在飛機(jī)制造上

  2003年,鞏水利認(rèn)識(shí)到俗稱“3D打印”的增材制造技術(shù)能夠解決傳統(tǒng)加工制造手段無法解決的制造問題,勢(shì)必能促進(jìn)我國(guó)國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展。于是,他開始組建隊(duì)伍、創(chuàng)造條件、申請(qǐng)課題,團(tuán)隊(duì)從最初的一兩個(gè)人,發(fā)展到現(xiàn)在的20余人,并已建立了一支國(guó)內(nèi)專業(yè)最全、結(jié)構(gòu)合理的科研團(tuán)隊(duì)。

  鎖紅波是所里的年輕骨干,在項(xiàng)目最初就進(jìn)入了3D打印的科研團(tuán)隊(duì)。他坦言,在研制初期并沒想到3D打印技術(shù)能發(fā)展得如此迅速。而鞏水利從一開始就沒有將3D打印的研究目標(biāo)僅僅定位于預(yù)研項(xiàng)目,要求鎖紅波一定要在項(xiàng)目結(jié)束時(shí)拿出應(yīng)用成果來。

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