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所新坤 宁波大学机械工程与力学学院教授、学术领军人才

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最后更新: 2024-08-25
 
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破增材难题强创新之基 著时代文章引行业浪潮

——记宁波大学机械工程与力学学院教授、学术领军人才所新坤

 2023-08-01

增材制造技术被认为是“一项改变世界的技术”,也是《中国制造2025》提出要重点发展的代表性新兴技术之一。宁波大学机械工程与力学学院教授、学术领军人才所新坤在这一领域深耕多年,每一步都走得十分坚定:埋首技术攻关、带领团队以创新之力弥合国内外技术差距,解决了领域内多个关键瓶颈问题;致力产业转化,带领团队以践行之心打通科学与应用的“最后一公里”,让增材制造技术切实服务于高端工程领域零部件的快速制造。破增材难题强创新之基,著时代文章引行业浪潮,行走于科研和实践的前沿,他正用实际行动书写着新时代的创新答卷。

路漫漫其修远兮,吾将上下而求索

2002年,所新坤进入西安交通大学材料科学与工程学院,开始了为期7年、充实而纯粹的求学生活。在这7年的时光里,导师李长久教授的教诲和引导对所新坤影响至深,论文中有用词、标点、上下标等细微错误,李长久教授都会很认真批改,这种精益求精、细致认真的精神让所新坤受益至今。与此同时,旺盛的求知欲也敦促所新坤去探索更多未知的领域——电脑编程、电气自动化、人工智能……专业学习之外,他涉猎极为广泛。这段“博采众长”的学习经历,在不经意间为他打下了坚实的交叉学科研究基础,并在日后的实践中发挥了“触类旁通”的积极作用。

“学者有益,须是日新”,本硕学习期间磨砺出的对科研的热爱和对探索前沿的渴望,让所新坤决定远赴法国贝尔福蒙贝利亚尔技术大学攻读博士学位。在那里,所新坤又遇到了一位对他影响深远的恩师——廖汉林教授。作为法国评选的表面工程和增材制造技术领域内最具国际影响力的教授之一,廖汉林教授的言传身教让所新坤体验到了另一种对于“极致”的追求——尽管工作繁忙,廖汉林教授从未缺席过学生的重要实验。只要学生的实验进程中涉及一些相对有挑战或者有创新性的想法或实验方案时,他总会亲自到场,和学生站在一起,为整个实验过程“保驾护航”。所新坤的博士课题“利用冷喷涂新技术制备镁合金涂层”,就是在廖汉林教授这样的陪伴下完成的。而这种对于学生的呵护和帮助,也让“科研工作一定要亲力亲为”的信念就此在所新坤心中扎下根来。

与此同时,秉持“培育工程师”的理念,所新坤就读的贝尔福蒙贝利亚尔技术大学将工业实践引入教学的过程中,这给了所新坤接触产业一线的宝贵机会。行走于科研与实践之间,所新坤逐渐得窥门径。他意识到技术跟科学并重,是法国、德国、日本等发达国家工业得以长足发展的重要动因;而科研和应用的“断层”,则是我国产学研转化过程中的主要难点问题之一,我国现阶段产业中面临的诸多难题,其中不少掣肘因素也正是出现在技术升级和工艺创新的环节。这番思考的结果让所新坤下定决心,要将推动我国科研和应用“两条腿走路”、解决产业升级面临的重重问题作为自己为之付出努力、为之奋斗的方向。就这样,旅法5年后,所新坤放弃了法国优渥的条件毅然回国,他期待将自己的所学所研所见,化作促进相关研究和行业发展的点点星火。

以需求为牵引,加快科技成果转化

2014年,所新坤以春蕾副研究员的身份来到宁波,正式开启自己的践梦之旅。国需民需即我所需,甫一入职,所新坤就投入到冷喷涂技术的相关研究工作中。据他介绍,之所以将研究重心倾注于此,其出发点在于冷喷涂技术是一项广泛应用高精尖领域的新型增材制造技术。

发现问题、研究问题、解决问题,在相关领域早有积淀的所新坤凭借极为专业的嗅觉,“抓出了”我国小微精密零部件和复杂形状零部件的直接快速成型仍是我国冷喷涂3D打印的薄弱环节、从实验室到产业的“最后一公里”仍有许多基本科学问题和关键技术问题亟待突破等关键问题,随后他依托浙江省重点研发项目“三维打印工艺与过程控制技术”,就成果落地所需的相关设备、技术、机理等层面展开了持续攻关。

以此为起点,所新坤从点到面、从具体问题到普适性问题,一步一个脚印地走在推动行业发展的康庄大路上,收获了一系列创新成果。但他反复强调这是团队的力量,是他“站在前人肩膀上”取得的创新成果——得益于研究所前辈、中国工程院院士薛群基耐心详细的指点和帮助,所新坤在科研成果的落地和转化方面下足工夫;与此同时,他更是在薛院士高屋建瓴的引导下,打开了科学与技术并重的全新视角。特别在我国“十三五”规划实施的关键时期,所新坤通过调研国内外研究现状,逐一提炼总结领域内具体研究方向上的共性科学问题和技术难点,并就此提出、设计并申报具有挑战性、创新意义和实践意义的科研项目,有的放矢地解决冷喷涂技术在应用过程中亟须攻克的种种问题。以需求为牵引,敢于直面核心难点,不绕弯、不妥协,迎难而上、攻坚克难,成为所新坤及其团队持续发展的制胜法宝。

耳闻之不如目见之,目见之不如足践之。抱定一份将成果应用于实践、为百姓谋幸福的坚定信念,所新坤持续思索着产学研转化的症结所在。经过多年与企业的合作及在产学研转化中的实践,他深切地感悟到,全面的科研视野、精准的经营策略和持续的人才培养是攻克科研成果转化慢、转化难问题的一剂良药。为此,他再一次勇敢地做出选择——入职重视“实事求是,经世致用”的宁波大学。这一次,他期待以更加积极的姿态,“平衡技术的骄傲与商业的现实”,更进一步地接近自己为产业赋能的理想。

奏响人才培养强音,做好导师和“引路人”

“为师者,惟匠心以致远,当臻于至善。”来到宁波大学机械工程与力学学院后,所新坤锚定成果转化和人才培养两个主要方向,为产业持续发展贡献自己的力量。

以弥合科研和产业的鸿沟为出发点,所新坤在学院的支持下成立了多维增材制造研究所。得益于他长期对于行业发展瓶颈问题的思考和探索,多维增材制造研究所在成立之初即定下了“协同攻关”的发展基调,一支分工明确、高效协同的强有力科研实践团队也在所新坤的带领下逐步成型。

人心齐,泰山移。有了共同的目标作为支撑,所新坤团队的产业化攻关之旅一路逢山开路、遇水搭桥,越走越顺畅。得益于丰富的产学研转化经验,他们意识到产品后加工过程有极大的可能性影响生产效率和最终质量,特别是在新材料、新技术应用于生产过程中时,这种情况就尤为明显。为此,他们专门整合了一支以青年教师为主,从材料到制备再到后加工的协同攻关团队,全链条、全方位支撑,在推动成果转化方面取得了卓越的创新成果。

产业之花璀璨绽放,执着之笔绘就远方

深耕不辍结硕果,笃行致远谱新篇。凭借团队卓越的创新能力和先进的研发成果,2021年,所新坤迈出了实现产业梦想的重要一步——成立专注于增材制造产业化的公司(简称“普罗特”),并用心浇灌这支“产业之花”。

成立普罗特这家公司的初衷,源于所新坤对我国相关产业发展现状的清醒认识——尽管我国在冷喷涂研究层面已经取得诸多创新成果,然而在高端冷喷涂装备上仍严重依赖进口,严重制约了相关行业的发展和迭代进步。

痛定思痛,深究行业落于人后的原因和解决办法,所新坤归结为两点:一是产业界的推进以模仿为主,但这种模式可能带来加工精度和稳定性的偏差,很难与国外同类设备竞争;二是要解决行业落后的根本问题须从原创视角入手,设计可以对标国外同类产品的国产高端装备,而这种原创的工作,需要在原理端、研发端、机械加工端共同发力,方能扬长避短,通过协调和改进的方式,在综合性能上达到甚至超过国外同类产品的性能标准。事实上,为解决相关问题,所新坤在团队成立之初,就已经埋下了良好伏笔——从团队成立即保持“一条龙”的研发理念,瞄准原创技术协同发力,而这一理念后来也成为团队走向创业、投身产业实践的稳固基石。

“风物长宜放眼量”,协力锻造团队的同时,所新坤不忘跳出团队自身局限,从行业的全局角度持续关注着新兴技术发展。关于超高速激光熔覆技术的研究即是团队在“探新”层面的一次尝试。相较于传统的激光熔覆技术,这种诞生于2017年的新工艺具有涂层薄、基体热输入量少、能够制备硬度更高的涂层等突出优势,在航空航天、医疗器械等高端装备制造和再制造领域潜力巨大。面对与技术成熟国家在超高速激光熔覆技术领域的实际差距,所新坤团队选择“先迎头赶上,再想办法努力超越”。通过各种辅助技术,所新坤及其团队逐渐建立起一个整体模型,并结合理论计算来进行相关研究。最终这项“关关难过关关过”的研究取得了令人满意的成果,“一条龙”团队的优势也得以再一次凸显。

回首一路走过的历程,在所新坤看来,对未知和挑战充满好奇心,是他科研路上保持活力、攻关克难的不二法门;而对成果转化应用的坚持与执着,成为他创业旅程披荆斩棘、勇往直前的动力源泉。国际学界曾对中国学界有一个这样的评价——“中国人总是愿意摘取低垂的果实”。海外游历归来且在行业深耕多年的经历,让所新坤对反驳这一评价有了更多的底气和自信。他坚持认为,经过一代代科研工作者和从业者的共同努力,我国已经积累了丰硕的研究成果,也具备了去摘取更高处果实,甚至占据最高处果实的能力。而他所要做的,就是在此拼搏的过程中,不断保持对未知的好奇心,紧跟国家需求、行业发展和技术潮流,为相关研究和产业发展打下坚实基础,打造出一支手握先进科研成果利器、赋能产业升级、具有国内乃至国际影响力的科研队伍。山长水阔不辞其远,赴汤蹈火不改其志,为了实现目标,所新坤会在这条路上坚定不移地走下去。

 

来源:科学中国人 2023年7期 创新之路

 

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