對話南京航空航天大學(xué)顧冬冬教授:中、德金屬3D打印差距不到10年時間

lydiazhang   2017-12-07 18:14:27

導(dǎo)語:2017年12月5日到8日,世界智能制造大會將在南京舉行。為增加大會的學(xué)術(shù)性和前瞻性,大會特別設(shè)置了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、增材制造等分論壇。開幕前,鳳凰江蘇特別采訪了此次大會增材制造分論壇主持人、南京航空航天大學(xué)顧冬冬教授。

南京航空航天大學(xué)顧冬冬教授

見到這位80后教授時,顧冬冬剛剛結(jié)束了一段為期十天的“閉環(huán)式”出差。“(11月)16號南京飛廣州,18號廣州飛西安,20號西安飛北京,21號北京飛西安,25號才從西安飛回南京?!苯饘?D打印產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,各地都不斷涌現(xiàn)出新技術(shù)、新概念,頻繁往返于國內(nèi)外金屬3D打印研發(fā)重心城市交流學(xué)習(xí),幾乎成為從業(yè)者的常態(tài)。

來不及休息,返回南京的第二天,顧冬冬又帶著他的研究生團隊一起在實驗室耗到了接近零點。實驗非常成功,“把這些難加工材料打印出來,10年前我讀博士時想都不敢想,現(xiàn)在竟然可以打印得如此完美”,顧冬冬還特意發(fā)了一條朋友圈以示慶祝。

時代:中國3D打印正經(jīng)歷發(fā)展紅利

29歲成為德國洪堡學(xué)者,31歲破格晉升教授,“熱愛”和“專注”讓顧冬冬做出了同齡人難以企及的高度。不過顧冬冬會說,他自己真心覺得“現(xiàn)在處于很好的時代。”

“國家政策足以支持你去做一些你感興趣的事情?!眲偛┦慨厴I(yè)時,顧冬冬申請一個科研項目只有十萬元經(jīng)費,但如今手上的新項目經(jīng)費已經(jīng)翻了幾十倍。趕上了各國都在蓄力進軍智能制造的好時候,增材制造研究正在經(jīng)歷前所未有的發(fā)展紅利。由于實驗材料和打印技術(shù)的精密要求,進行一次金屬3D打印的實驗成本很高。國家充足的資金投入,讓科研不再有后顧之憂,學(xué)者可以放開手腳大膽嘗試。

“前幾年我們想著能把零件的樣子打印出來就不錯了,但是我們現(xiàn)在希望打印出來的這些零件具有更多功能?!鳖櫠钢鴮嶒炇依锏囊慌饘贅?gòu)件說,“像這個鋁基納米復(fù)合材料構(gòu)件,就會應(yīng)用在下一代飛行器的可變形機翼上,下一代的機翼,將是像鳥的翅膀一樣,可以變形的。”即使是在今天,這樣超前的技術(shù),在很多人看來仍舊是不可想象的,然而科技的迅猛發(fā)展,即將把這樣的飛機帶入現(xiàn)實。

手握充足的科研經(jīng)費,為了不辱使命,顧冬冬也時常覺得壓力很大。在他看來,僅僅是完成任務(wù)、做出一般成果,并不足以回饋國家的經(jīng)費投入,而是“一定要做國際一流的研究”。

“既然我們通過競爭把這些項目拿下來,這就絕對不是一個終點,而是起點。我們也相信在目前我們的實驗裝備、我們創(chuàng)新性科研思想指導(dǎo)下,我們能做出國際一流的成績?!鳖櫠f。

實驗日程忙碌,師生都有很多DEADLINE要趕,不過顧冬冬團隊實驗室的桌子上還是整齊碼著咖啡和蘇打水?!拔覀儗嶒炇译m然很辛苦,但工作之余玩得也是很好的。”盡管面對科研,顧冬冬時常是嚴肅、一絲不茍的。但作為80后,顧冬冬還是希望學(xué)生們都能在輕松的心態(tài)下工作,“向歐洲人學(xué)習(xí),該喝咖啡喝咖啡,該休假就休假?!?/span>

特色:高端應(yīng)用是中國增材制造的優(yōu)勢

顧冬冬團隊實驗室研發(fā)的選區(qū)激光熔化增材制造技術(shù),源自于德國弗朗恩霍夫激光技術(shù)研究所。2009年受德國洪堡基金資助,顧冬冬追根溯源來到這里進行為期兩年的金屬增材制造研究。在顧冬冬看來,這段洪堡學(xué)者的經(jīng)歷,成為了他科研生涯的重要“拐點”。

從最初的學(xué)習(xí)應(yīng)用德國技術(shù),到如今自主走在科技前沿。這八年間,顧冬冬見證了中國金屬增材制造領(lǐng)域的迅猛發(fā)展。

2015年,顧冬冬作為中方主席,聯(lián)合弗朗恩霍夫研究所在德國亞琛舉辦中德增材制造論壇。當時與會的中方教授就曾感慨,2010年參加首屆中德論壇還“不是很自信”,但到2015年時,中德之間的技術(shù)差距似乎沒那么明顯了,中國學(xué)者的腰桿兒更硬了,“可以平起平坐”。

這幾年在增材制造領(lǐng)域,中德兩國各有千秋。“德國特色是原創(chuàng)性的裝備、材料和工藝,中國是有很好的應(yīng)用,特別是航空航天方面。”顧冬冬介紹,國內(nèi)有代表性的北京航空航天大學(xué)王華明院士團隊、西北工業(yè)大學(xué)、鉑力特公司的黃衛(wèi)東教授團隊,科研產(chǎn)出都有非常明確的航空航天應(yīng)用需求;他本人負責的南京航空航天大學(xué)科研團隊也一直立足于航空航天領(lǐng)域?qū)υ霾闹圃旒夹g(shù)的迫切需求?!坝械膽?yīng)用在衛(wèi)星、深空探測器等航天器上,有的應(yīng)用在先進飛機等航空器上?!?/span>

今年顧冬冬的實驗室至少接待了6波客人,全部是國際上非常知名的團隊。“有英國的卡迪夫大學(xué)、諾丁漢大學(xué),美國的德州大學(xué)奧斯汀分校,來自德國亞琛、漢諾威等地的客人就更多了。特別是來自美國的教授,算是激光增材制造領(lǐng)域的開山鼻祖。他能來到中國考察,很有意義。”外國知名專家的來訪讓顧冬冬感到振奮,“他們來到中國考察合作,是因為這幾年中國在增材制造技術(shù)研究領(lǐng)域有非常大的突破?!?/span>

“還是要對中國制造有信心?!痹谙驀H高水平科學(xué)技術(shù)學(xué)習(xí)的同時,顧冬冬更主張國內(nèi)科研團隊能夠“保持我們自己最優(yōu)秀的東西”,比如在國際學(xué)術(shù)會議上,“一方面是向國際先進水平學(xué)習(xí),另一方面最重要的,要在中國本土做出世界一流的成果,與國外知名學(xué)者平起平坐去做報告、去交流”。

創(chuàng)業(yè):3D打印企業(yè)應(yīng)定位高端需求

近五年,發(fā)源于上世紀90年代初的3D打印技術(shù)突然受到了前所未有的關(guān)注。不僅僅是航空航天金屬結(jié)構(gòu)件,從兒童玩具、教學(xué)用品,到醫(yī)療器械,全國如雨后春筍般出現(xiàn)了大量的3D打印創(chuàng)業(yè)公司。然而幾年下來,有一些追逐先導(dǎo)概念的企業(yè)難以為繼。

在顧冬冬這樣的業(yè)內(nèi)人士看來,有一些企業(yè)之所以難以在市場環(huán)境中發(fā)展壯大,不是3D打印的概念出了問題,根本原因還是在技術(shù)本身?!?D打印領(lǐng)域能做下來的,肯定是企業(yè)的技術(shù)可以解決目前很多工業(yè)上的重大需求?!?/span>

“3D打印是一個需求驅(qū)動的技術(shù),任何一個技術(shù)都要有生命力,技術(shù)生命力最直接的來源便是工業(yè)需求?!薄澳惆褬?gòu)件打印出來之后是一定要應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中的,而不是說打著玩的?!蹦壳?,在國內(nèi)也有很多3D打印企業(yè)日漸發(fā)展壯大?!鞍l(fā)展好的企業(yè)一定是有訂單、有需求的。圍繞航空航天領(lǐng)域發(fā)展起來的3D打印公司,就有好幾家發(fā)展得特別好,因為他們能真正為飛行器研發(fā)解決制造上的難題。”

“增材制造如果要有很強的生命力,首先我們要做高端的?!倍ㄎ桓叨瞬粌H僅是對生產(chǎn)企業(yè)的要求,也是對科研的要求,顧冬冬有一個理念——高??蒲袘?yīng)當領(lǐng)先商業(yè)應(yīng)用五年時間。“我們高校的研究成果,最好不要現(xiàn)在就用,最好到五年以后才能發(fā)揮用途。”顧冬冬覺得這種布局未來的科研視野特別重要,“高校就是要做前沿的”。

專注:企業(yè)應(yīng)培養(yǎng)工匠精神

行走在中德智能制造交流對話的前沿,顧冬冬對中德制造業(yè)的發(fā)展差距有著直觀的體會?!拔覀儑液偷聡隙ㄓ胁罹嗟?,但差距也到不了10年?!睆摹暗聡呒夹g(shù)戰(zhàn)略2020”到“中國制造2025”,顧冬冬認為國家發(fā)展戰(zhàn)略預(yù)留的5年時間差比較客觀地反應(yīng)了中德差距。“既承認和德國的某些差距,同時也要樹立信心,差距也不那么大?!?/span>

在顧冬冬看來,中國制造業(yè)升級,科研先導(dǎo)是其中的一個方面。企業(yè)本身的產(chǎn)業(yè)布局和經(jīng)營理念調(diào)整,同樣很有必要。顧冬冬對德國制造業(yè)的分工明確印象深刻?!爸v到制造強國,德國是真正意義上在發(fā)展實體制造行業(yè),工廠是真正意義上有一批好產(chǎn)品。在德國,不管企業(yè)大小,分工都很明確,它很專注做一件事?!?/span>

“各自專注于一個領(lǐng)域,把一項技術(shù)或產(chǎn)品做到極致”是顧冬冬對于工匠精神的理解?!爸辽僭趯嶓w制造這一塊,特別是這幾年,要講工匠精神。”顧冬冬認為,工業(yè)上的工匠精神,應(yīng)更多地向德國學(xué)習(xí)?;诖?,他建議中小企業(yè)在發(fā)展中可以借鑒德國模式,不一味貪求全鏈條,而是嘗試建立企業(yè)的核心優(yōu)勢,在某些特色和優(yōu)勢領(lǐng)域做到極致。

展望:搭建江蘇與德國團隊的溝通橋梁

除了承辦這次的增材制造分論壇,顧冬冬這兩年也在南京江寧舉辦過幾次中德論壇。對弗朗恩霍夫模式的深入學(xué)習(xí)和認知,與德國增材制造領(lǐng)域頂尖團隊的合作基礎(chǔ),使得顧冬冬團隊在增材制造領(lǐng)域取得了高水平的國際合作成果。顧冬冬多年來也一直在中德兩國之間發(fā)揮橋梁和紐帶作用,讓德國專家來認識江蘇、認識南京。顧冬冬介紹,目前基于弗朗恩霍夫模式的中德合作平臺正在南京順利運行。

作為一個活躍在金屬增材制造研究前沿的團隊,近年來顧冬冬團隊的研究成果在國內(nèi)外形成了較高的影響力和知名度。顧冬冬笑談,“與世界一流水平還有差距,仍需百尺竿頭,更進一步?!绷⒆憬K、放眼全球,為增材制造的技術(shù)進步及本土產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用做出一些有意探索,無疑是團隊未來的美好愿景之一。

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