探路新质生产力·实验室周记 | 三维编织实验室：为国之重器捋出“创新主线”

城事

博一新生、初创企业，看似毫无交集的二者，因为一家产线实验室而彼此相连。

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 <p><span style="color: #e03e2d;">坚持做难而正确的事，而不是应该的事，或许开始是艰难的，也许过程会更艰难，但是坚持走下去，时间自然会给出答案。</span></p>
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   数百根碳纤维纱线相互交织。
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 <p>博一新生、初创企业，看似毫无交集的二者，因为一家产线实验室而彼此相连。</p>
 <p>东华大学机械工程学院博士研究生一年级的左明光，每日早晨8点多抵达院系实验室，埋首翻阅“生产日记”，上面详细记录着三维编织机在产线上遇到的种种细节和难题。</p>
 <p>新材料企业——云路复合材料（上海）有限公司，其实验室和生产基地尽管在物理空间上还存有距离，但后台数据实时同步，因此，无论科研任务多繁重，他总会抽空复盘梳理产线上的高频问题，从蛛丝马迹中追寻可提升改进之处。</p>
 <p>连续半年，小左频繁往返校内实验室、生产一线，目标清晰——帮助企业攻坚飞机隔框生产工艺流程。这关涉到如何填补三维编织一体成型技术的国内产业空白，为国之重器搭好核心骨架。</p>
 <p>主修机械工程的科研新人，为何愿意挤出时间，牢牢蹲守实验室？小左说，实践出真知，科研也如此，唯有身处产线实验室，才能更好地发现需求，也找准科研发力点。</p>
 <p>实验室内有规律的编织机声里，他渐渐找准了创新节奏——不与他人比拼论文速度或一时得失，一步一个脚印梳理出自身的“创新主线”。成长于广袤农村的小左喜欢用种葡萄类比创新：剪去带有干扰的枝枝蔓蔓，集中将养料输送给主干，结出的葡萄才颗粒饱满。实验室里汲取的丰富养料，也反哺着小左的基础科研，在创新之路上持续奔跑。</p>
 <p style="text-align: center;"><span style="color: #e03e2d;"><strong>摸索出“合格区间”</strong></span></p>
 <p>实验室直接勾连生产线，小左第一次直观感受到工艺创新的急迫性。</p>
 <p>他描述产线上一幕“惊心动魄”的场景：一只明黄色的机械臂与数米高的三维编织机有规律地协作运动。数百根碳纤维纱线相互交织，弧状异形截面复合材料件逐步成型。没过一会儿，纱线在工程师视线盲区不小心打了个结，很快随之断裂，数小时努力瞬间功亏一篑，产线停摆。“这就是常能遇到的意料之外，如果问题不解决，整条产线无法恢复运作，企业运营生产、订单交付都会受影响。”</p>
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   机械臂与三维编织机正在工作。
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 <p>远水解不了近火。他无法随时求助于导师，必须自己主动求索，探寻解决方向。这也是科研工作者入门第一课。</p>
 <p>擅于思考的小左代入自己的理解。“如果最初定位不准，那么机械臂在后续编织时轨迹都将出现偏差。”面对大吨位的机械设备，小左与工程师一起，重新调整设备各类参数。</p>
 <p>小左的笔记本电脑中记录着一串数据，这是他在产线实验室无数次失败后得到的“合格区间”。只要生产数据控制在这一范围内，就能产出合格产品。经由实践不断论证，这组数据也清晰记在他的脑海里。工程师们说，只要将相关生产数据交给“左博士”扫一眼，他能大致判断哪些数据超出正常值。哪怕只有1°偏差，也逃不过他的火眼金睛。</p>
 <p>而更多时候，找准问题只是万里长征的第一步。为了丰富手边解决问题的“工具箱”，再忙他都会留足时间“啃”文献，将白天产线上遇到的考题，投诸文献寻找科学依据和解题思路。</p>
 <p>比如，捕捉到芯模难以准确定位装夹这一问题后，在多方打听和师兄介绍下，他找到了可行的解决方案——设计专用夹具。</p>
 <p>“就像给芯模与电脑预设程序划定同一起跑线，确保两者处于同一轨迹。通过专用夹具设计能确保一次装夹到位，省时省力且准确。”这一生产线上的小发明，在小左口中似乎有点“轻描淡写”。其实，对机械装置的本能敏锐和好奇，从小左儿时一路延续至大学。金工实习中，他不以完成课业为目标，全身心沉浸在独立制作成品的满足中。日复一日积攒的动手能力，让他对于解决问题梳理出清晰逻辑线。</p>
 <p>也因此，多年后，当小左在产线上遇到难题，总下意识地想试试自己设计的专用夹具。他知晓，“看似复杂的机械传动装置，关键是要弄清作用、测准数据。”实际生产中，因为有了这个自行设计的夹具，飞机隔框项目顺利进入下一程。</p>
 <p style="text-align: center;"><span style="color: #e03e2d;"><strong>“寸克寸金”极致攻关</strong></span></p>
 <p>再过近两个月，首批通过三维编织技术一体成型制作的飞机隔框即将走下产线。为此，小左临时搬到实验室附近。随身行囊里，白色T恤、黑色薄款羽绒服，搭配简单，却足以应对忽冷忽热的春季。行李箱的主要空间留给一堆手稿，上面绘着三维编织机草样以及待销项问题的清单。</p>
 <p>实验室里，尽管困难重重，可小左认为自己是幸运的——在科研起步之初就有机会迎接真实的难题、思考研发的意义。</p>
 <p>回想半年前，他的导师在所指导的博士生微信群中发布消息，招募有意愿参与飞机隔框校企合作项目的博士生。“不知道课题难度系数多大”，止不住好奇心的小左抓紧时间整理资料，主动了解该项目。他说，当年高考填报专业，自己从一堆候选专业中选准机械工程，就是冲着制作“大国重器”而来。如今，飞机隔框的研究课题摆在眼前，他不希望错失机遇。下定决心后，他研究了相关资料，最先回复了导师。这一步，于他个人而言是博士生涯的真正起点，于三维编织技术产业化同样是关键一步。</p>
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   碳纤维织物构件。
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 <p>时间回溯至10年前，东华大学相关团队凭借三维编织技术荣获国家科学技术进步二等奖。当年，该团队已成功在产线上用三维编织技术制出碳纤维预制件，一举破解复合材料受力后易分层难题。然而，预制件无法完美解决材料起褶皱的难题。对于飞机等高精尖设备来说，一旦材料做不到均匀平整，力学结构也会随之变动，影响运行稳定安全。</p>
 <p>云路复材向东华大学定向发起的飞机隔框研究需求正是为此而来——希望研发一体成型工艺，让飞机隔框用上复合材料。团队测算过，如果实现飞机隔框及其他构件的材料替代，国产飞机的复合材料使用率将有望从不到20%增至50%以上，更轻盈坚固。</p>
 <p>强度更强、重量更轻，小左与工程师们以“寸克寸金”的极致攻关精神一次次磨合、调整，样品渐渐接近他们心目中理想的模样。小左还特意拜托工程师前往海外专业展览“打样”，全方位比较竞品的优势特点。在与全球顶尖同行的比拼中，小左更添了一份信心。</p>
 <p style="text-align: center;"><span style="color: #e03e2d;"><strong>栽好“数据树”</strong></span></p>
 <p>成果近在眼前，而小左看得更远——建立飞机隔框检测数据库。未来如果进行工艺更新迭代，建立标准数据库是绕不开的关键一环。</p>
 <p>“工程师要为飞机隔框做‘全身体检’后，才能进行完整精确的力学分析。”小左解释，只有充分掌握了解飞机隔框内部复杂的力学结构分布、变化，工程师们才能掌握哪些部件环节够坚固、哪些又存在薄弱点，从而有效推动工艺提升。</p>
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   左明光在测量并记录数据。
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 <p>蹲守产线实验室，也在小左身上渐渐熏染出一名机械领域科学家应有的创新素养——对精密制造的极致追求。质量效率能否更好、缺陷能否更小、功能能否更优……一个个问号推动他更迫切地制出成品、记录参数，栽好“数据树”。</p>
 <p>然而，掣肘不断。放眼国内，运用三维编织技术一体成型地制作飞机隔框仍是“空白区”。由于领域太新，几乎没有第三方企业拥有适配的检测设备。</p>
 <p>小左反映的问题，也被云路复材创始人朱永飞记挂在心。眼下，企业正积极牵头组建创新联合体，将碳纤维材料供应商、高校科研机构、航空航天企业等上下游环节黏合起来。彼此借力联合攻关“卡脖子”难题，也共享科研设施设备，让创新资源有效流动起来。</p>
 <p>即将攻克飞机隔框生产的云路复材，计划向下一个目标冲刺——打造低成本、高性能的无人航空飞行器，抢抓布局低空经济。朱永飞说，只有创新链上的每一环都往前进一步，航空飞行器整体才能实现技术进步、生产力跃升。</p>
 <p>周末，小左打算从生产线上抽身，继续琢磨博士论文的开题。他始终记得一个午后，和煦的光线洒向碳纤维织物，黑得发亮，透出教科书难以描摹的光泽感。这股悸动令他惦念至今，也让他立志将三维编织技术作为学术钻研的主题。以飞机隔框为线头，他将创新思维发散至更广阔的异形截面预成型体编织。“有了飞机隔框‘数据树’，未来的应用领域或许不止于航空航天。”</p>
 <p><span style="color: #e03e2d;"><strong>&gt;&gt;&gt; 记者手记</strong></span></p>
 <p style="text-align: center;"><span style="color: #236fa1;"><strong>接力奔跑</strong></span></p>
 <p style="text-align: center;"><span style="color: #7e8c8d;">王嘉旖</span></p>
 <p>山高攀则至，路远须疾行。</p>
 <p>这是一场赛跑，十余年的接力奔跑，从实验室到生产线，三维编织技术突破重重难题，迎来全面开花。这也是一群人的持之以恒，在各自领域攻坚核心环节，最终汇成“国之重器”。</p>
 <p>云路复材企业墙上有4个字——实事求是。从科研新人小左，到云路复材创始人朱永飞，他们都有一股实事求是的钻劲，更善于将看似遥远的目标，化作眼前具象的每次生产、每组数据。小左在微信朋友圈写道：“事物的发展总是螺旋式上升和波浪式前进。”身处创新一线的科学家、企业家们，在每一次爬坡过坎中为创新标注下丰富注脚和意义。</p>
 <p>一代代接力蓄能、攻坚啃硬，最终冒出属于新质生产力的葱茏绿意。</p>
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  文：本报记者&nbsp;王嘉旖<br>
   图：邢千里/受访者供图<br>
   编辑：施薇
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探路新质生产力·实验室周记 | 三维编织实验室：为国之重器捋出“创新主线”

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