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物含妙理总堪寻—记民盟成员卢秉恒院士
点击量:582     日期:2013-10-25

在人们的印象中,一个产品零件的制造总是和高大的机床、飞转的刀具、复杂的工装、满地的铁屑、隆隆的噪声联系在一起的,然而在我校机械学院先进制造技术研究所,我们看到的却是另一番景象:车间安谧、地面干净、工序简单,不用任何刀具、夹具就能快速制造出任意形状的复杂零件。这台神奇的机器就是西安交大研究开发的光固化型激光快速成型机。在这台机器的背后,是一位学者50多年来渴求知识、追求科学、不断探索的人生轨迹。他就是我国最早从事快速成型与制造(RP&M)技术的知名专家和带头人之一,全国五一劳动奖章获得者,西安交大民盟成员、机械学院卢秉恒院士。 

苦水里泡大的孩子
  托尔斯泰说:幸福的家庭都是相似的,不幸的家庭各有各的不幸。卢秉恒19452月出生于安徽亳县。这片充满神奇和苦难的江淮大地,曾因养育过一代枭雄曹操和中华神医华佗而闻名于世,也曾因战争、饥荒、洪水而使无数百姓流离失所。“3岁时我的父亲就过世了,母亲靠教书的微薄收入供养3个孩子上学,艰辛程度可想而知。当时教师实行供给制,由农民支付粮食。卢秉恒回忆起母亲和她的同事因农民交不上粮食只好四处奔走、东挪西凑地为孩子们粮食的情景,还历历在目。由于家境贫寒,上中学和大学时,家里要出学费、书费和路费。每年开学时,是他们家里最为难的时候,他们兄妹靠到蚕厂养蚕、割草等以资补贴。上大学时,卢秉恒每月只有5角钱的零花钱,洗澡、寄信、买肥皂往往不能兼得。
  艰难困苦、玉汝于成。这段艰辛的时光给卢秉恒留下了难以磨灭的印记。生活求学上的困难锻炼了他坚毅的性格,而祖国和人民的苦难激励了他求学强国的决心。我到大学三年级时专业思想还不稳定,觉得工科方向繁琐没有多深的理论。到后来觉得所学的机械制造专业对国民经济是有用的,便安心苦学。正是这种对祖国深沉的热爱和责任感,使得卢秉恒在面对逆境时仍然以一颗赤子之心向科学的颠峰执着追求而无怨无悔。
 

学术多面手
  1967年,卢秉恒以优异的成绩大学毕业,正赶上文革刚刚开始。他被分配到了河南三门峡中原量仪厂,先干了5年车工,又被调到工厂所属的家属分厂(五七分厂)带领一帮娘子军一干又是5年半,卢教授丰富的动手经验就是在那时逐渐形成的。他不仅掌握了车铣刨磨钻的技术,还在他所在的五七工厂创造了一个不小的奇迹。他进厂前,五七工厂一个稳定的产品都没有,5年后年却达到了年产值100万元,这个数目在70年代是相当可观的。他们用积累的资金改造了厂房,购买了设备,一个像样的工厂就这样建起来了。他是厂长、工程师、又是工人,从中什么都学会了,无论是机床的安装、调试,还是产品的设计、工艺、模具,甚至生产、调度,他样样拿得起,放得下。
   
改革开放的春风为千万人创造了机遇,也给一直怀有报国雄心的卢秉恒提供了一个更为广阔的舞台。1979年,34岁、有着的丰富实践阅历的卢秉恒考入了西安交通大学,成为机械制造专业的硕士研究生,三年后又读博士。从此,他的人生历程进入了一个崭新的阶段。
 

幸遇恩师成大器
  首次优秀博士论文评选,我校三届博士生仅有3篇上榜,而卢秉恒的论文就是其中之一。1991年,他又被国务院学位办和原国家教委授予做出突出贡献的博士学位获得者。而这一切都和他的导师、著名教授顾崇衔先生分不开。顾先生是我国制造技术方面的前辈,在国内外享有很高的名望。回忆起自己的导师顾崇衔教授,卢秉恒深情地说:跟顾教授读书做学问受益匪浅,他在老教授中思想很新,越是新的东西他越感兴趣,学生跟他学习,最大的收获就在这里。思维开阔、敢于尝试。卢教授向记者介绍了两件有关他和顾先生之间的故事。
  当卢秉恒的硕士论文快完成时,顾教授看了国外的一篇博士论文,是关于模态分析的,便让他用模态分析来分析他的实验数据。模态分析当时国内还未有人做过,而同学此时大都准备着答辩,他自己却加上了一个新难题,心里不免很急,但是老师让做,卢秉恒就知难而上,他的论文导师很满意,论文成果发表在国际期刊CIRP上。
  卢秉恒博士刚毕业时国家酝酿CIMS研究,学校接到这个项目的会议通知,顾先生让他去开会。他当时不知道什么是CIMS,就不想去,顾先生说你去了不就什么都明白了吗?一接触,才知道是搞自动化制造的,他把消息带回学校后,学校组织力量把交大的CIMS也搞起来了。
  卢秉恒教授读博士时搞的是阻尼振动控制的研究,阻尼加层结构用在了长征3号火箭仪论文、评职称都容易,为什么要转向呢?卢秉恒坚定地答道:国民经济发展需要cims,转向是国家的需要,我们选题要以国家需求为目标。” 
 

激光快速成型机背后的故事
   1992年,卢秉恒赴美国Michigan大学作高级访问学者及合作研究。回国后,他研究项目又转向了激光快速成型方向。200112月,香港,卢秉恒教授以其在快速原型制造技术(RP)上的杰出成就和对促进工业生产的突出贡献被评为2001年蒋氏科技成就奖的获奖者,香港特区行政长官董建华先生亲自授奖。蒋氏科技成就奖评审委员会指出:他所领导的西安交通大学先进制造技术研究所在世界上首次成功地开发了以普通紫外光为光源的光固化成型机,该专利技术使得光固化成型机的运行成本减少到紫外镭射成型的十分之一,大大促进了快速原型制造技术在中小企业产品开发及高等院校在教学和实验方面的普及和应用。是什么促使他这么快转变研究方向呢?卢院士向我们讲述了一段激光成型机背后的故事。今天,当我们一起回首这段鲜为人知的往事的时候,仍然不得不为他当初的执着和果断而敬佩和高兴。
  原来,卢教授在美参观汽车模具企业时,发现了快速成型技术在汽车制造业中的应用。凭着对技术市场的敏锐感,他觉得这项技术很先进,但当时并没有仔细研究。回国后,他发现国内对这项技术需求很大,市场前景十分广阔,因为它能大大提高企业的竞争能力。恰在此时,国营黄河机器厂的一个项目要引进这项设备,但没想到谈判进行了将近一年,因资金问题,项目搁浅,但卢教授却通过参加谈判从中了解到了这一技术的详细情况。国外在快速成型技术的开发是在80年代末期,1987年,美国做出了第一台样机,并将其应用于汽车零件开发,随后日本也掌握了这项技术。卢教授感到我们自己完全有能力有实力自主开发这种机器,于是,说干就干,卢教授带领着几位朝气蓬勃的年轻教师和博士生在简陋的实验室里开始了艰苦的创业历程。
  万事开头难,搞科研首先要有资金,卢教授大致算了一下,没有100万元是不行的。他一方面向学校争取,学校支持了3万元,但这显然只是杯水车薪。没办法,卢教授又把出国前做课题节余下的20多万元也投了进去。当时有同事劝他说,这样风险太大,如果项目搞不成,以后一点科研经费都没有了。卢教授果断地说,我就看准了这个项目,应该是很好的,他们又说这20万够吗?卢教授就说走总比不走强。
  但要造出样机资金缺口还很大,做着做着就不得不停下来。于是,卢教授又试图找企业寻求支持。和河南的一个机床厂、一个军工厂的厂长谈了之后,他们同意投资300多万,但当落实经费时,企业的经济形势发生了变化。后来卢教授又跑深圳,找了一些投资公司,他们听了介绍后,说项目真好,拿出两三千万没问题,希望先拿出一台样机来。卢教授说,如果有一台样机就不会来找你们了,我们就是缺钱造样机。
  卢教授想,看来只有靠自己了。于是就先开发软件,很快,软件开发成功了。机器上的激光器需要3万美元,太贵了,买不起,就合作一起试制。这样花了3万元人民币,试制了一台紫外光激光器。同时进行材料开发,这是一种特殊材料,我们国家没有,国外进口2000元人民币1公斤,做实验一槽起码要30公斤,而且要是开发出用这种树脂的机器,费用也太高,在中国难以推广。于是,他们就找化工学院的两个教授共同开发光敏树脂,每公斤成本只要100元。咸阳的一个机械厂帮助卢教授他们做了机架。科学有险阻,苦战能过关。课题组通过夜以继日的艰苦鏖战和一分一文的精打细算,用学校及自筹的非常有限的资金,他们硬是把有基本功能的样机做起来了。
  1995918日,国家科委开论证会,专家评价很高,首批获得九五国家重点科技攻关项目 250万的资助。1997年底,他们提前完成了攻关任务。同时,面对我国企业对经济性、降低成本的要求,他们研究用紫外灯代替激光器,开发了国际首创的紫外灯快速成型机。卢教授逐渐成为我国最早从事快速成型与制造(RP&M)技术的知名专家和带头人之一。
  与传统工艺相比,快速成型机的优越性、先进性表现在哪里呢?卢教授介绍说,快速成型机用无模制造、计算机控制,能充分体现设计者的意图,工序简单,速度大大提高。这种技术与产品设计者的思想完全一致,这就在产品开发中加快了一大步。他举例说,做模具,可用数控编程铣出来,但数控编程较复杂,如鞋底的花纹,做成CAD输入计算机较难,编程用数控机床加工出来更难,且时间长,而无模制造技术一天就可以做出来。
 

做一流学问,创顶尖技术
  卢秉恒院士创建的先进制造技术研究所的座右铭是做一流学问,创顶尖技术,他们说到做到。成立于1994年的西安交通大学先进制造技术研究所,作为国内快速成形制造研究的先驱,经过十多年的发展,已经成为一个既有理论研究、又有产品开发的实体。研究所拥有一支由机械制造、材料工程、电子电气工程、控制工程、化工、计算机网络与数据库技术等学科研究人员组成的科研开发队伍,先后承担国家九五”“十五重点科技攻关项目5项、国家“863计划项目9项、国家自然科学基金6项、以及省部级项目等20多项,年平均科研经费约500万元;发表论文210 多篇,出版专著4 本;获国家、教育部等各种奖项10多项,其中,1998年获教育部科技进步一等奖,2000年获国家科技进步二等奖,卢秉恒本人荣获全国五一劳动奖章和蒋氏科技成就奖;研究所研制开发了电铸成型机、金属喷涂机、石磨电极研磨机、逆向工程系统、真空浇注机、产品快速开发系统、SPSLPS激光快速成型机、紫外光快速成型机、光敏树脂等产品,取得了显著的社会效益和巨大的经济效益。同时,依托研究所还建有国家级西北RP&M生产力促进中心,在RP主流技术的研究、开发、产业化等工作中取得了重要成果;研究所培养了一大批人才,其中1人获2000年全国百篇优秀博士论文,1人获教育部优秀青年教师基金,1人获教育部优秀教学和科研奖励基金,3人获教育部骨干教师基金。目前研究所有4人评为教育部跨世纪和新世纪优秀人才,拥有在站博士后人员2人,在校博士研究生55人、硕士研究生60多人。
  2005年,国家发展改革委批复,同意由西安交通大学为依托单位,与长安汽车(集团)有限责任公司、交大昆机科技股份有限公司等单位联合组建快速制造技术及装备国家工程研究中心。这对于卢秉恒院士来说,既是机遇,也是挑战。谈到中心的建设,卢院士充满了激情国家给了那么好的平台,那么好的机遇,更增强了我们的使命感,他说:我们希望利用工程研究中心发挥快速制造技术在我们国家制造业中的作用。一方面,我们要扩大以前的业绩,另一方面我们还要开拓一些新的领域:在农业技术方面的应用、在医疗康复工程中的应用。特别是在汽车快速开发中重点的应用,一是利用快速制造车型开发的模具支撑我们汽车车型的定型,二是利用快速制造的技术形成一个全新的汽车发动机的开发途径,我们要把快速成型变成工程的实践,变成我们国家汽车的自主开发能力的支撑。
 

作自主创新的先锋
  先进制造技术研究所已形成国内外知名的研究团队,依托快速成形技术,他们作了多方向的拓展创新。开拓的节水农业器件开发研究,获得了“863”现代农业节水重大专项的支持,研究成果已推广用于节水滴灌器材公司及西北地区农业节水,成果获得2005年国家技术发明二等奖。开展的个体适配人工骨研究已开始成功应用于临床20余例,并在生物制造方面开展了生物活性骨的国际前沿研究。于2000年开展的纳米压印研究,正在挑战精密模具制造的极限,为大规模集成电路的制造开辟一条可通往自主产权技术及下一代IC制造技术的蹊径。不断开拓,走自主创新之路,是卢秉恒院士的宿愿,也是他领导的先进制造技术研究所的前进方向。
  境自远尘皆入咏,物含妙理总堪寻。这妙理便是真,寻就是去求索。路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。卢秉恒院士正在沿着科学的光辉大道一路高歌,迈向新的征途。 

                                                       (文章来源:交大新闻网,作者: 吉康敏  )

 
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