[科学技术]温州打造智能制造“工作母机”

在显微镜下看荷叶，可以揭示荷叶的秘密。

荷叶表面像小山一样分布着无数蜡状的乳突。由只有千分之一毫米大小的蜡状乳头组成的“气膜”使最小的水滴落到荷叶上，这些“山丘”会“支撑”水滴并四处滚动，顺便带走荷叶上的灰尘。这叫“荷叶效应”，也是荷叶“出淤泥而不染”的真正原因。

如今，温州大学激光与光电智能制造研究所已将这种效应转化为生产力，相关技术成果和设备在船舶和海洋工程领域具有广阔的应用前景。

“我们致力于发挥‘工作机’的作用，从关键技术的科学研究，到智能设备制造、可靠性测试，再到成果产业化，形成有机闭环，为温州新基础设施提供创新动力。”研究院常务副院长李说。

这一立场与国家发改委在新基础设施中制定的创新基础设施不谋而合。新基础设施主要包括信息基础设施、融合基础设施和创新基础设施。创新基础设施主要是指支持科学研究、技术开发和产品开发的具有公益属性的基础设施，如重大科技基础设施、科教基础设施、产业技术创新基础设施等。

作为三年多前成立的新科研机构，该院在温州新基础设施建设中发挥了重要作用。今年5月，我院被授予2019年国家自主创新示范区建设突出贡献集体，李被授予突出贡献个人。

激光微雕在比头发还细的地方

加工金属带的自清洁性能

在温州经济技术开发区滨海园区温州海洋科技创业园，温州大学激光与光电智能制造研究所就坐落在这里，记者在这里见证了金属表面“荷叶效应”的神奇变化。

李操作了这台机器。按下按钮后，两根塑料管几乎同时挤出一个蓝色水滴。水滴分别落在两个金属表面，呈现出两种完全不同的形态——一个水滴一路翻滚，另一个水滴变成了一滩水迹。

前者的表现是研究所研究团队的成果。本项目是由温州大学薛伟教授承担的国家自然科学基金重点项目，题为“海洋设备超快激光加工超疏水结构关键技术研究”。

“要在金属表面达到‘荷叶效应’，就需要激光在比头发还细的地方进行微雕。”李丰平介绍说，他们用激光在金属表面切割出几十甚至几百微米或纳米级的“山丘”，使其表面结构类似荷叶，有助于锁住空气体，防止水润湿表面，被称为“超疏水表面”。这种超疏水表面可以有效防止污水污染，从而实现金属的“自清洁”，有助于金属的腐蚀、附着和防结冰等。该研究团队获得了浙江省科技奖一等奖、中国机械工业联合会科技奖一等奖等多项科研奖励。

“科学技术是第一生产力”，这个研究所越来越多的研究成果走出实验室，走向生产线。如近年开发的“智能解耦电动伺服制动助力系统”已在浙江三星机电有限公司投产，实现产业化。

该系统国内首创，能够满足新能源汽车和无人驾驶汽车的智能控制要求，实现制动能量回收最大化。李介绍说，长期以来，国内客车的制动系统一直被外国企业垄断。该项目拥有完全自主知识产权，集传感器技术、图像处理技术、信号采集与处理技术于一体，能够实现对车辆前方障碍物的智能识别和主动制动，代表了未来智能驾驶的发展方向。目前该技术提前应用于物流车辆等低速货车和新能源汽车，未来目标是在无人驾驶领域推广。

孵化企业开发高端智能制造设备

帮助国产大飞机被“中国心”取代

凌薇创新智能系统(浙江)有限公司是由温州大学激光与光电智能制造研究所孵化的年轻科技企业。

公司生产的高精度超快速激光切割设备已用于国产大型飞机发动机高压涡轮叶片气膜孔的超细冷加工。该设备解决了重铸层、微裂纹、再结晶等问题。在现有的EDM和长脉冲激光加工技术中，用多型号、多批次的国产发动机完成了高压涡轮单晶叶片气膜孔的加工和验证，为用“中国心”替代国产大型飞机发动机奠定了坚实的基础。

凌薇创新智能系统(浙江)有限公司作为研究所的产业化示范基地和科技成果转化基地，与新加坡国立大学、中国科学院Xi光学精细机械研究所等高校和科研院所合作，专注于激光设备和光电检测领域，为国内外客户提供高端智能设备和集成生产测量解决方案。

孵化更多像凌薇这样的企业是学院的使命之一，也是学院扮演“工作机器”角色的生动案例。“我们开发的设备是制造机器的机器，即高端智能设备，称为‘工作机’。我国目前的现状是高端数控机床缺乏核心技术，长期落后于发达国家。我们在中国的制造业迫切需要弥补这个‘短板’。”李对说道。

解决“卡脖子”的若干关键技术

已成为国家自主创新区和大罗山科技走廊建设的重要支撑平台

温州大学激光与光电智能制造研究所自2016年12月成立以来，致力于激光、光电、智能制造领域的技术研究和科技成果转化，推动温州传统产业转型升级和新兴产业培育发展。研究方向包括激光制造与设备、故障诊断与可靠性设计、材料成型与3d打印、生物医学检测与传感技术、智能制造与工业自动化、新能源与智能车辆技术等。

三年来，研究所主持了80多个国家级、省部级科研项目，接受了100多个企业委托项目，申请发明专利近600项，授予专利近300项。截至2019年，研究所累计服务企业81家，开展技术服务99项。

目前，研究所专注于激光设备产业链中的“卡脖子”关键技术，如激光、光路调制系统、扫描系统等，并与行业龙头企业合作开展产学研合作——联合奔腾激光，攻克万瓦超高功率激光切割难题。打破国外技术垄断；机器人激光在线显微测量分拣系统已全面应用于三星机电、万虹集团、百安科技等产品的质量检测分拣；与久恒光电联合开发的纳米粒子/金属陶瓷激光复合涂层技术已应用于金属硬密封球阀、热电站闸阀和离心泵等关键操作密封部件。

学院还依托温州大学机械工程一级学科和多个国家级、省级科研平台，整合了北航温州研究院、北京大学-温州激光与光电联合R&D中心、中国科学院Xi光电子研究所等优势。，打造浙江温州激光与光电产业创新服务综合体，成为国家自主创新区和大罗山科技走廊建设的重要支撑平台。目前，已有30多个激光和光电项目被引入该综合体。产业集群已建成以激光、光电能源、半导体照明、光通信为特色的产业链，聚集了以奔腾、佳泰、瑞普新能源为代表的激光、光电产业相关企业280多家，营业收入超过685亿元。温州已初步成为浙江乃至长三角激光和光电产业应用的创新创业高地。