為飛機、火箭制“外衣” 他們在“雞蛋殼”上“雕花”

王宇晗教授　受訪者 供圖

中新網(wǎng)上海5月26日電 題：為飛機、火箭制“外衣” 　他們在“雞蛋殼”上“雕花”

記者 鄭瑩瑩

國產(chǎn)大飛機、“中國造”運載火箭……人們看到的是中國高端制造的整體崛起，鮮少留意到：潛藏在背后的一個個工藝突破、一項項技術(shù)迭代。

在上海，有這么一個團隊，他們由高校學(xué)術(shù)人“下?！迸c企業(yè)共創(chuàng)。這個團隊在“雞蛋殼”上“雕花”，突破技術(shù)難題，為飛機、火箭提供牢固又環(huán)保的“外衣”。

在26日揭曉的2022年度上海市科學(xué)技術(shù)獎中，這項名為“航空航天大型曲面蒙皮/箱底雙五軸鏡像銑削技術(shù)與裝備”的項目獲得了技術(shù)發(fā)明獎特等獎。

昂貴的“外衣”：一克重量，一克黃金

“飛機、運載火箭這些飛行器對重量有非?？量痰囊?，我們形容：一克重量，一克黃金。”上海交通大學(xué)機械與動力工程學(xué)院教授、上海拓璞數(shù)控科技股份有限公司董事長王宇晗說。

經(jīng)過10多年的努力，他的團隊解決了飛機、火箭超大超薄“外衣”的加工難題。

蒙皮，被形容為飛行器的“外衣”，它是決定飛機疲勞壽命的主承載零件，占機身面積的80%，占機身重量的21%。

新型飛機的蒙皮最薄處和雞蛋殼差不多厚，相當(dāng)于8張A4紙疊加的厚度，或相當(dāng)于8根頭發(fā)絲的直徑總和。

蒙皮的精密加工是大型客機批量生產(chǎn)的一個重要工藝技術(shù)突破口。王宇晗介紹，為了保障安全，飛行器采用了很貴的鋁合金蒙皮，加工過程中得去掉蒙皮大部分重量(如中國國產(chǎn)大飛機的“外衣”要去掉蒙皮毛坯90%的重量)，然后才能給飛行器“披上”。

“機械加工最怕碰到軟的東西，怕刀具一碰上就變形。飛機蒙皮柔軟到什么程度?一個手指頭按了都會變形，所以以前用化學(xué)腐蝕的方法來去除多余的材料。”王宇晗說。

但傳統(tǒng)的化學(xué)腐蝕方法污染非常嚴重，需要二十幾道工序，占用大量人力，也會出現(xiàn)多種制造缺陷，精度差，阻礙了高性能飛機的研制。據(jù)介紹，該項目以“鏡像銑削”法代替“化學(xué)腐蝕”法，產(chǎn)品精度提高了5倍，產(chǎn)品疲勞壽命提高了10%，大大提升了飛機的性能。

王宇晗說，該團隊目前是國內(nèi)唯一掌握鏡像銑削技術(shù)的團隊，“我們現(xiàn)在已經(jīng)為國產(chǎn)大飛機提供了12臺設(shè)備，還為支線客機批量生產(chǎn)提供了全套裝備生產(chǎn)線。”

該產(chǎn)品用于航空航天。在火箭方面，中國新一代運載火箭對加工工藝提出新需求。箱底是火箭發(fā)射載荷的主承力零件，新一代運載火箭采用液氫液氧燃料，需要保障貯箱在極端低溫條件下的承載能力，必須采用整體箱底代替?zhèn)鹘y(tǒng)拼焊箱底。

這就碰到一個大難題：如何去除蒙皮的多余材料?這時，傳統(tǒng)的化學(xué)方法已經(jīng)無法實現(xiàn)了?！扮R像銑削”法的應(yīng)用突破了這個問題，如鏡像一般的銑削技術(shù)可以整體性地削去多余的材料，讓火箭的制造技術(shù)又提升了一個層次。

學(xué)術(shù)人“下?！保簣猿智笏鳌⒅爸袊臁备鼒皂g

上海拓璞數(shù)控科技股份有限公司(簡稱：拓璞)由上海交通大學(xué)的5位博士和機床行業(yè)的一些企業(yè)家組成。

搞學(xué)術(shù)出身的要“下?！弊銎髽I(yè)，并不容易。

王宇晗說，作為一名教授，自己擅長遠期戰(zhàn)略、懂得洞察技術(shù)發(fā)展，但剛開始的時候，對產(chǎn)品的理解并不深。

他還記得某產(chǎn)品第一次融資時融了1500萬元，由于不懂產(chǎn)品研發(fā)體系，團隊三個月就把這筆錢全部花完了，“我們剛?cè)谫Y的那一年春節(jié)，就遇到了財務(wù)危機。”

這是個非常痛苦的過程，后來他才理解，即便產(chǎn)品核心精度都達到要求，也并不代表產(chǎn)品就合格了，就如同“手機一點劃痕都不能有”一樣。

摸索多年，王宇晗總結(jié)了搞學(xué)術(shù)的人“下?！苯?jīng)營企業(yè)的兩條經(jīng)驗：

一、轉(zhuǎn)型。搞學(xué)術(shù)出身的，在辦企業(yè)上需要理解產(chǎn)品。技術(shù)和產(chǎn)品相距甚遠，要讓技術(shù)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品、在全球“賣起來”，團隊還需要多琢磨。

二、專注。辦企業(yè)難免每年都會碰到危機，不是財務(wù)的危機就是產(chǎn)品質(zhì)量的危機，團隊一定要專注自己的方向，不要因為哪個地方賺錢就往哪“跑”。

科研成果從高校“出生”，到進入社會“成長”，離不開各方的支持。鏡像銑削技術(shù)的應(yīng)用背后也有這樣的故事。

“高端裝備對土地是有需求的，但那時我們沒錢，我們賺點錢都投入研發(fā)了，沒錢去買土地、建廠房?！蓖跤铌险f。

那時候，為了支持企業(yè)發(fā)展，上海相關(guān)部門要給拓璞土地，王宇晗拒絕了，“我的很多朋友都說，你傻啊，上海的土地你不要。我說不要，我要搞研發(fā)，我要搞產(chǎn)品?！?/p>

后來，廠房是當(dāng)?shù)卣ǖ?，所有的裝修設(shè)施都由政府出資。“整個投資超過2億元，我們企業(yè)搬遷過來只花了200萬元，全是政府在建，為我們‘量身定制’。”王宇晗說。

這樣的支持，讓拓璞這些企業(yè)成長起來了。也是這樣的支持，讓“王宇晗”們甘于在研制上繼續(xù)求索、在市場上堅持搏擊，讓“中國造”更堅韌。