高正源 | 用匠心測量“中國精度”

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(xué)（以下簡稱“交大”）機電與車輛工程學(xué)院教授高正源手中，使他在我國工業(yè)發(fā)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(zhí)著地錨定表界面腐蝕與防護及先進制造環(huán)節(jié)中的成形技術(shù)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，用匠心測量“中國精度”。

▲高正源

即便如今已收獲“巴渝學(xué)者”特聘教授、國防科技工業(yè)復(fù)雜構(gòu)件擠壓成形技術(shù)創(chuàng)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(xué)會副理事長、重慶市表面工程學(xué)會副秘書長、重慶環(huán)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(fā)揚交大人的“鋪路石”精神，將責(zé)任和信念融入多年來的教學(xué)科研中，結(jié)出了累累碩果。

幾十年前，輕量化材料產(chǎn)業(yè)改革之風(fēng)逐漸興起。然而，即便鋁、鎂合金具有比強度高、比剛度大、質(zhì)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(shù)的日新月異，市場需求千變?nèi)f化，產(chǎn)品輕量化、個性化需求迫在眉睫，新產(chǎn)品試制周期不斷縮短，新材料應(yīng)用速度不斷加快，輕金屬薄壁零件的傳統(tǒng)制造工藝舉步維艱。特別值得一提的是，其模具設(shè)計制造周期長、費用高，難以適應(yīng)單件或小批量產(chǎn)品生產(chǎn)要求等難題，幾乎成了輕金屬在持續(xù)大范圍推廣途中難以逾越的“高山”。

幸而，觀此態(tài)勢，高正源與團隊及時提出了極具現(xiàn)實意義的單點漸進熱成形技術(shù)。他們將薄壁結(jié)構(gòu)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(shù)控加工軌跡，通過數(shù)控機床控制工具頭沿加工軌跡運動，在板料加熱的狀態(tài)下，沿著加工軌跡運動使材料逐點逐層發(fā)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(fù)雜模具，形成結(jié)構(gòu)復(fù)雜、外形復(fù)雜的薄壁結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)件制造過程中成品率低、生產(chǎn)周期長、成本高、構(gòu)件力學(xué)性能差等技術(shù)瓶頸，讓輕合金材料的塑形成形性能得到更極致的發(fā)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(lǐng)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(guān)項目，他們從鎂合金表面磁控濺射陶瓷涂層發(fā)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(jié)構(gòu)與斷裂韌性等力學(xué)性能的影響規(guī)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(shè)計準則，為研發(fā)一種界面結(jié)合力強、表面防護效果好的鎂合金表面納米陶瓷涂層技術(shù)奠定了理論基礎(chǔ)，為我國將具有“綠色工程材料”之稱的鎂合金應(yīng)用于航空航天、電子通信及交通運輸?shù)阮I(lǐng)域的發(fā)展提供技術(shù)保障。

今天，在愈發(fā)風(fēng)高浪急的發(fā)展大潮和日益艱巨繁重的戰(zhàn)略需求中，高正源的成長仍在繼續(xù)。今日的他，兼任《納米材料科學(xué)》（Nano Materials Science）、《表面技術(shù)》、《精密成形》等雜志青年編委，《自然·通信》（Nature Communications）、《化學(xué)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(fā)布實施過國家標準7項、行業(yè)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(jié)合，才有望使個人價值得以最大化的實現(xiàn)，而反之，他也堅信，“中國號”發(fā)展的巍巍巨輪，也終究會在每一顆赤子之心的承托下，乘風(fēng)破浪、行穩(wěn)致遠。