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高端访谈

访中国工程院院士、波兰科学院外籍院士徐滨士

来源:激光制造商情2014-10-20 我要评论(0 )   

3月18日下午,应中国激光加工专业委员会邀请,徐滨士院士出席第九届国际激光加工技术研讨会,并做中国再制造工程研究及其产业化


3月18日下午,应中国激光加工专业委员会邀请,徐滨士院士出席第九届国际激光加工技术研讨会,并做“中国再制造工程研究及其产业化发展”的演讲报告。我们有幸聆听,并在演讲之余,就我国再制造产业的形成、发展、现状和未来采访了徐滨士院士。这是我报《激光制造商情》之幸事,现撰稿于此,以飨读者!


《激光制造商情》:徐院士,您好!非常感谢您接受我们采访。据了解,您长期从事维修工程、表面工程和再制造工程研究,是我国表面工程学科和再制造工程学科的倡导者和开拓者之一,您是在一个什么背景下开始从事再制造研究的?

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徐院士:原来我是在哈尔滨工业大学学习机械专业,1954年被选调到哈军工从事坦克修理专业。一开始,我有些想不通,我觉得修理不是那么重要,认为只有搞设计、制造才是高水平,才大有作为。但是当时苏联来了不少专家,他们就跟我说,在二次世界大战的卫国战争中,苏联制造新坦克3万辆,但是修理的坦克是45万辆,也就是说修理的数量是制造的15倍。他们说卫国战争能打败德国法西斯不仅要靠制造,更要靠修理。从那时,我才意识到了修理很重要,然后服从组织安排,开始研究修理。在研究中,我发现修理的技术含量也很高,不像我当初想象的那么简单。后来,我拆解坦克,发现因当时维修设备和技术落后,很多零件修不了就报废了,严重影响正常训练和战备任务的完成,干部和战士们急得团团转。这样我就想办法拿它们做实验来修理,但是当时的技术达不到新品的要求。从此,我坚定了一个信念——要用所学的知识,改变部队装备维修落后的现状,将维修专业作为自己毕生奋斗的事业!



经过多年的维修实践总结发现,装备的失效往往都是由最薄弱零件的局部失效所引起,只要使最薄弱的零件延寿,装备的整体性能就能提升。而最薄弱零件或零件最薄弱处的失效,基本都是表面的磨损和腐蚀失效。到二十世纪80年代出现了表面工程新技术,如等离子技术、激光技术、电弧喷射技术等。这些新技术一出现我就把它们拿来用,将新技术和新材料相结合修理难题研究试验,修理技术和效果一下子就提升上去了。当时,我们用新技术修复了磨损失效的坦克某薄壁零件,但是上级说军情不是儿戏,要求必须用实车进行考核验证,确保技术质量。当时,上级首先批给3辆坦克,并组建了一支50人实车考核队对我们的修复件进行实车考核,实车跑了一年时间,这个修复件质量考核通过了。这时,上级又说“这次是你们学院里面做的,还需要坦克大修厂工人用我们的技术再修复零件再实车考核三年”,结果考核效果比之前的还要好。通过前后六辆坦克的实车考核,结果表明我们再制造得零件使用寿命是新品的2倍至3倍,这样上级领导就相信我们的新技术了,并批准在部队和大修厂推广应用。该成果当年获得了军委装甲兵科技一等奖。




如果能以废旧零件为“毛坯”,利用表面工程技术对毛坯的损伤表面进行批量化的修复,进而重新赋予废旧装备的服役能力,那必将产生重大的节能、节材和环保效能。这一过程就是“再制造”,我们将再制造定义为废旧产品高技术修复、改造的产业化。再制造就是按全寿命周期理论,以废旧零件为毛坯,再制造零件服役性能不低于新品甚至优于新品。我说再制造这个概念比修理概念要好,它要求服役性能达到新品要求,我们修理没有提倡新品要求,只要能恢复性能就可以了,所以“再制造”是个新的概念。



二十世纪90年代,一份来自美国的资料进一步坚定了我搞再制造的决心:1996年美国再制造业的产值达到530亿美元,与同年度美国制药业、计算机制造业和钢铁业等支柱产业的产值相当,而就业人数是那些产业的一倍以上;美军那些本应成为“老古董”的B-52轰炸机等武器装备,经过再制造后,不仅服役寿命延长了几十年,而且作战性能得以显著提升。



《激光制造商情》:您在国内率先提出并构建了再制造工程学科,建立了装备再制造技术国防科技重点实验室。请问,当时您是在什么动力和背景下产生这种想法?


徐院士:我发现美国在科技发展方面做得比较科学。他们要发展一项技术,该技术必须是为了促进他们的工业和军事力量的进步。首先他们是在理论基础研究和关键技术上突破,他们基础研究好,遇到工程技术问题能够知其然且知其所以然,这样出现了实际问题就可以很快解决。在这点上我们比不上美国。在遇到问题的时候,我们总是头痛医头、脚痛医脚,遇到问题不是深入研究它的规律。我们需要改变这种做法,要知其然还要知其所以然。所以在这个问题上,我当时就想,在表面工程学科基础上研究再制造工程,开始就重视研究再制造的理论,重视技术创新,建立了装备再制造技术国防科技重点实验室。



怎么样保证旧机械零件再制造后的性能寿命不低于新品?这也是李克强总理十分重视的问题。我们招进了几批研究生,对这个问题在力学、材料学等多方面进行了大量基础研究,获得了不少的规律。在理论研究获得的成果进行总结,逐步建立了再制造工程学科。在这个理论研究基础上,形成技术,在技术的基础上实现工程化,在工程化的基础上再进行产业化,“理论—技术—工程—产业化”这个模式是非常重要的。这也体现了科学技术进步的效果。



国外的再制造起步虽早,但其再制造模式是有局限的,不完全适合中国的国情,还有很大的提升空间。国外再制造采取的多是换件修理法和尺寸修理法,前者是将损伤的零件整体更换为新品零件,后者是将失配的零件表面尺寸加工扩大到规定的范围,再配以相应大尺寸的新品零件重新配副。换件修理法更换的失效零件,要么成为垃圾,要么被回炉冶炼,重走一遍熔炼、成形、制造、使用的“耗能、污染”过程;尺寸修理法虽然能恢复零件的出厂性能,但因破坏了互换性而达不到原型机新品的使用寿命。国外的做法虽也有利于节能、节材和环保,但还远远不够,尤其不满足中国这样一个人均资源贫乏、环境污染较重的国家的迫切需求。只有利用先进的表面工程技术,将每一个磨损或腐蚀失配的关键零件表面都修好并让它们重新服役,才能最大限度地满足节能减排的要求。


就这样,我们逐步探索形成了“以高新技术为支撑,以提高旧件利用率为核心,产学研相结合,既循环又经济”的中国自主创新的再制造模式。我国再制造率已达到85%,而国外模式的再制造率只有72%。在节能节材方面,中国已走在了世界前列。



去年我就把我做的学科基础理论发展的结果总结了一下,经过几个层次的评审,获得2013年国家自然科学奖。拿到这些奖就证明我们的思路是对的,符合科学发展的规律,要知其然知其所以然,因此在再制造方面遇到新的问题我们要有信心。



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《激光制造商情》:您如何看待再制造的发展与促进我国产业科技进步的关系。 国内领先的激光技术门户 laserfair.com

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再制造徐滨士
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