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  在航空、航天、交通等高端裝備制造領(lǐng)域，有“一克重就是一克金”的說法，材料越輕結(jié)構(gòu)工作效能越高。目前國際通用的碳纖維復(fù)合材料可以顯著提高裝備性能，但加工過程極易產(chǎn)生損傷，制約其廣泛應(yīng)用。

  2017年度國家技術(shù)發(fā)明一等獎授予大連理工大學賈振元團隊，表彰其發(fā)明的“高性能碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件高質(zhì)高效加工技術(shù)與裝備”解決了碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件高質(zhì)高效加工難題，將我國碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件加工技術(shù)水平推進到國際前沿。

  航空、航天、交通等領(lǐng)域高端裝備是國家制造水平和綜合實力的集中體現(xiàn)，碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料可以為高端裝備減重增效，具有非同尋常的戰(zhàn)略意義。然而這種材料是典型的難加工材料，加工過程中極易產(chǎn)生毛刺、撕裂、分層等加工損傷，難以滿足碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件的高性能要求，制約了這種高性能材料的推廣應(yīng)用，限制了裝備性能的提升。

  百上千次實驗后，團隊揭開了碳纖維復(fù)材去除機理和加工損傷形成機制，當力小且集中時，纖維易剪斷且損傷小。通俗來說，10微米和30微米的切深相比，前者的小切深可減少纖維界面的開裂；而當?shù)毒邎A弧半徑小于纖維半徑時，纖維更容易被剪斷而不是折斷……

  十幾年來，團隊在摸清機理后，提出了針對碳纖維復(fù)合材料加工的切削理論體系，實現(xiàn)了切削理論的源頭創(chuàng)新。提出了“微元去除”和“反向剪切”加工損傷抑制原理，研制出三類9個系列制孔、銑削等系列加工工具。完全擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的新工具，使碳纖維復(fù)合材料加工損傷由厘米量級減至0.1毫米以內(nèi)，加工理論與技術(shù)進入國際領(lǐng)先水平。刀具壽命為進口產(chǎn)品的2-7倍，價格則降至1/6-1/4。 “微元去除” “反向剪切”等系列技術(shù)獲多項發(fā)明專利。

  經(jīng)過10多年攻關(guān)，團隊研發(fā)出13臺套高性能碳纖維復(fù)合材料數(shù)控加工工藝裝備，成為我國航空航天多個重點型號關(guān)鍵復(fù)合材料構(gòu)件加工的唯一裝備，實現(xiàn)了從無法加工或手工加工到低損傷數(shù)字化加工的跨越。成果已在航天一院、航天三院、中航工業(yè)、中國商飛等企業(yè)應(yīng)用，突破了某新型航天裝備艙段、某飛行器筒段、某系列直升機旋翼、某重型飛機調(diào)節(jié)板、大型客機機身筒段試驗件、高鐵車身試驗件等關(guān)鍵復(fù)合材料構(gòu)件高質(zhì)高效加工難題，打破國外封鎖。