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清華教授:集成也是創新,產學研需要緊密結合!

清華教授:集成也是創新,產學研需要緊密結合!

本期小麥穗撩到的,是一位大人物,請仔細看噢!

清華教授:集成也是創新,產學研需要緊密結合!

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講真,小麥穗在跟顏永年教授接觸之前,心裏面也是十分忐忑的,但是在採訪過程中,我們從這位80歲的老人身上,感受最多的是他作為一個實體創業者的「謙和」和「接地氣」。


一、從工廠里來,回到工廠里去

從工廠里來產生的是什麼?是疑問,是需求。

回到工廠的去的是什麼?是應用,是產品。

那麼在需求和應用之間,需要的就是「技術」。

需求-技術-產品,也就是現在最流行的「產學研」模式,而這套模式,顏永年團隊從30年前就開始了探索和實踐。

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顏老師當年也是小鮮肉一枚

早在70年代初,顏永年就開始從事金屬材料鍛壓成形工藝和設備,主要從事重型裝備方向的研究,工作的領域涉及到國防、重型裝備、核電、大飛機、潛艇。這裡面大的部件都需要鍛造,動輒數千噸的大傢伙怎麼才能鍛造出來?而且還涉及到國際壟斷,國外有也不賣給你。

所以在大學的時候,顏永年團隊就跟工業企業密切聯繫,這點是顏永年課題組跟別人最大的區別。很多人的眼光光盯著學術雜誌,看著SCI(《科學引文索引》Science Citation Index, 簡稱 SCI ),他們也看,但是他們更大的重點在看工業企業需要什麼?需要他們解決什麼問題?企業真正需要的東西並不容易解決,要不然早就解決了,留下來的都是硬骨頭。

顏永年團隊是清華第一批和工廠密切聯繫的,他們的課題從工廠里來,研究出來又回到工廠里進行應用,學生、老師都要長期呆在工廠里。他們很早就開始「准下海」,雖然身份沒變,但是狀態已經完全是轉變過來了。他們深入到工廠一線,跟工人、技術員、廠長、經理密切結合。課題組除了有博士生、研究生,還有實驗員和工人。

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」我們這個團隊跟別人的差別,第一個方面就是特別早期就跟工廠走到了一塊,從工廠里來,回到工廠里去。「顏教授說。


二、國之重器,心系基礎工業

「另一個方面,我們這個團隊對技術這塊看的比較超前,我們所說的超前並不是指高精尖,而是說我們看到工業作為國家發展的核心動力,作為工業基礎的鍛壓必然是一個大的趨勢。」顏永年說,「而且當大家眼睛都盯著高精尖的時候,恰恰工業最基礎的部分很可能會被忽略了。因此,當大家都去搞高精尖的時候,我們並沒有改變自己的方向,始終沿著鍛壓成形這個方向去走。」

2000年,顏永年教授提出預應力剖分-坎合原理,利用坎合原理,可以將數百噸至數千噸的重型結構,分解成多個50-80噸的子結構,子結構不需要焊接,僅通過結構上的坎合作用就可以形成一個整體。跟整體結構(包括焊接結構)相比在同樣的力學條件下,將吸收更多的外力功(變形能),因而具有更好的超載能力。

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大家可以想像,高數十米,重達數千噸的大傢伙,如果整體鑄造的話,對於設備、材料、支撐、搬運、異地生產都是非常巨大的挑戰。相比而言,採用這種「化整為零」的工藝方法,子結構要小得多,因此鑄、鍛難度低,質量卻更好,每噸重的造價低、工期短、運輸方便,可將子件直接運送到用戶後纏繞預緊形成重型結構(無焊接、無焊後熱處理和無熱處理後加工)。我國地大物博,預應力剖分-坎合技術適合國情,大大推動了我國重型液壓機的發展。

2003年至今顏教授帶領團隊設計了世界最大的3.6萬噸擠壓機、世界最大的4萬噸單缸熱模鍛壓機、2.5萬噸鋼管擠壓機、3.5萬噸航空模鍛液壓機、1.5萬噸閉式鐓粗沖孔壓機、2萬噸和1萬噸新型鈑料成形壓機。(目前,吉林大學委託顏永年團隊建設的單缸6萬噸液壓機也即將完成)

顏永年:「重型裝備是工業基礎,是國之重器」。

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三、連續創業,三大「成形」

解決了設備成形「大小」問題的同時,顏永年也在解決「快慢」和「死活」的問題。「高壓成形」、「快速成形」和「生物成形」是顏永年從事材料成形研發近50年的三大方向,並且都取得了普通人一生都無法達到的成就。

「快速成形」技術,也就是我們現在非常熱門的3D列印技術,作為國內較早從事3D列印技術研究的專家,顏永年見證了3D列印技術的成長與發展。「我對3D列印幾乎是一見鍾情」,提起與3D列印技術的結緣,顏永年說那要追溯到29年前,「了解了他的技術核心理念後,我就從根本上喜歡上了他。」

1988年,時年49歲的顏永年到美國加州大學洛杉磯分校做訪問學者,已經有了深厚的鍛壓、鍛造專業背景的他來原本是去學習工程陶瓷。然而一個展會上,關於一種被稱為RP的快速成形技術宣傳單徹底改變了他今後十年的研究方向。1988年回國後,依託清華大學的項目,顏永年在清華大學成立了國內首個快速成形實驗室,建立了清華大學激光快速成形中心。以此為起點,顏永年開創了3D行業的多項第一。

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2012年,顏永年在崑山成立了江蘇永年激光成形有限公司,開始進行金屬3D列印產業化的工作。這時的顏永年,已經74歲高齡,古稀之年,在很多人看來,應該是安度晚年的年齡,尤其對顏永年這樣一位知名專家來說,更是應該享受成功和榮譽的時候,可是他,卻選擇成為創業路上的新人。

作為3D列印行業的先行者,顏永年與3D列印技術談了一場與時光無關的忘年戀,正是這場曠世情緣,推動了中國3D列印技術的發展。他最大的願望是使我國金屬3D列印設備達到世界領先水平。老一輩科學家「科技報國」的家國情懷,如春風化雨,啟迪青年人奮發有為,努力前行。

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在快速成形領域,顏永年提出離散-堆積成形的原理來闡明快速成形的本質,類似於「聚沙成塔」的概念。那既然金屬材料可以用快速成形,能不能將生物材料也採用這種方式,製造出類人體組織,這樣就可以列印出人體的組織和器官,不管是骨折還是外部器官受損都可以得到很好的治療。

從原理上來說,這是沒有任何問題的,而難點就在於如何保證這種組織的「死活「呢?顏永年做出了一個大膽的架設,如果我們把生物材料做成一個個小籠子,然後把細胞關進去,籠子給細胞提供了一個良好的生存環境,同時生物材料又能夠給細胞提供需要的養分,當細胞成熟之後,材料也就被吸引掉了。

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在成熟的理論基礎上,通過大膽的假設和嘗試,生物成形的技術被用於大段骨截斷性損傷修復並獲得成功,目前已進入產業化報批階段,同時顏永年團隊還完成了修復耳畸形的耳軟骨支架研究,並取得國際領先的發明專利。

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四、集成創新,博採眾長

採訪最後,小麥穗問了一個問題,現在國內的機器人產業非常火熱,但是真正具有獨立研發能力的企業非常少,大部分都是搞集成的,您怎麼看?

顏永年:「我個人是不贊同」唯技術創新論「的,一個設備的製造,從研發、設計、原料、鍛造、加工到最後的應用,缺一不可。而且對於企業來說,尤其是中小型企業,設備研發的成本太高,而且離市場很遠,根本沒有這個財力和能力去承擔研發的重任。只有依託國家機器、科研機構和高校才能完成這樣的課題研究。作為企業來說,做好集成創新,從工藝和流程上進行最優化的設計,用最低的成本做出最好用的設備,設備最終還是拿來用的!」

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