
左手機械、右手材料,在攻克先進制造難題的歲月里,這兩柄利刃一直被握在重慶交通大學(以下簡稱“交大”)機電與車輛工程學院教授高正源手中,使他在我國工業發展的畫布上揮斥方遒。在勇攀科研高峰二十幾年的求索路上,他一直執著地錨定表界面腐蝕與防護及先進制造環節中的成形技術關鍵環節,用匠心測量“中國精度”。
即便如今已收獲“巴渝學者”特聘教授、國防科技工業復雜構件擠壓成形技術創新中心理事、中國航天科技集團外部專家、重慶市腐蝕與防護學會副理事長、重慶市表面工程學會副秘書長、重慶環境科技專家等稱號或榮譽,但回看來時路,高正源鐘情科研的初心依舊堅定——“要深入國家需要的地方去”。為此,他積極踐行教育家精神,發揚交大人的“鋪路石”精神,將責任和信念融入多年來的教學科研中,結出了累累碩果。
幾十年前,輕量化材料產業改革之風逐漸興起。然而,即便鋁、鎂合金具有比強度高、比剛度大、質量輕、較高的室溫強度及良好的屏蔽等特性,也難逃“萬物一體兩面”的世間真理——較多的輕金屬材料,如6系、7系鋁合金,鎂合金及鈦合金材料等均室溫塑性較差,因此目前工藝流程中廣泛采用的常溫模具成形方式只能成形形狀簡單的零件,且所得成形制件的性能較差。隨著技術的日新月異,市場需求千變萬化,產品輕量化、個性化需求迫在眉睫,新產品試制周期不斷縮短,新材料應用速度不斷加快,輕金屬薄壁零件的傳統制造工藝舉步維艱。特別值得一提的是,其模具設計制造周期長、費用高,難以適應單件或小批量產品生產要求等難題,幾乎成了輕金屬在持續大范圍推廣途中難以逾越的“高山”。
幸而,觀此態勢,高正源與團隊及時提出了極具現實意義的單點漸進熱成形技術。他們將薄壁結構零件模型沿高度方向離散化,并在分解后的每個等高層上生成數控加工軌跡,通過數控機床控制工具頭沿加工軌跡運動,在板料加熱的狀態下,沿著加工軌跡運動使材料逐點逐層發生塑性變形,使目標成形零件逐漸成形。這樣一來,不僅可以使簡單工具及裝置代替復雜模具,形成結構復雜、外形復雜的薄壁結構件(如車輛覆蓋件、火箭筒體壁板、飛機蒙皮等),也可突破我國小批量非承載結構件制造過程中成品率低、生產周期長、成本高、構件力學性能差等技術瓶頸,讓輕合金材料的塑形成形性能得到更極致的發揮。
另一方面,為了使輕合金材料的服役時間更長,高正源還帶領團隊進一步嘗試在其表層添加耐磨耐蝕性的高性能高防護性涂層。依托相關項目,他們從鎂合金表面磁控濺射陶瓷涂層發生的屈曲失效脫落的問題精準切入,采用磁控濺射在AZ31鎂合金板材上制備納米A1203涂層,揭示了微觀組織結構與斷裂韌性等力學性能的影響規律,研究斷裂韌性與耐蝕耐磨的交互作用,以完善磁控濺射鎂合金板材表面陶瓷薄膜的界面失效理論和設計準則,為研發一種界面結合力強、表面防護效果好的鎂合金表面納米陶瓷涂層技術奠定了理論基礎,為我國將具有“綠色工程材料”之稱的鎂合金應用于航空航天、電子通信及交通運輸等領域的發展提供技術保障。
今天,在愈發風高浪急的發展大潮和日益艱巨繁重的戰略需求中,高正源的成長仍在繼續。今日的他,兼任《納米材料科學》(Nano Materials Science)、《表面技術》、《精密成形》等雜志青年編委,《自然·通信》(Nature Communications)、《化學工程期刊》(Chemical Engineering Journal)等雜志通訊評審;并且已獲科技進步獎等省部級以上獎勵5項,以起草人身份發布實施過國家標準7項、行業標準2項、團體標準1項,但他每每在嘉獎過后都選擇將自己歸零,重新以最澄澈飽滿的熱情勇毅逐夢,因為他清楚,只有將個人志趣同社會需求相結合,才有望使個人價值得以最大化的實現,而反之,他也堅信,“中國號”發展的巍巍巨輪,也終究會在每一顆赤子之心的承托下,乘風破浪、行穩致遠。