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李圣怡教授:追求科研的“纳米标准”

发布时间: 2020-08-28 19:00 作者:   皇冠足彩

  中广网长沙8月18日消息 (记者陶宏祥 渠晓静)20世纪90年代,国内光学零件的制造水平很低,大多采用“手工+机械抛光”的传统加工技术,导致光学零件加工精度不稳定,效率低下,光学系统性能受到很大影响。对于大口径、高精度、复杂面形的光学零件,国内没有制造能力,需要从国外进口制造设备。

  2000年暑假,国防科大机电工程与自动化学院的李圣怡教授应邀到香港科技大学做访问学者,期间了解到美国罗切斯特大学光学中心正在研发磁流变加工设备,他敏锐地感觉到磁流变技术在光学加工原理方面的新颖性,开始带领团队进行跟踪研究。

  磁流变加工技术是否能够进行光学零件的高精度修形?是否可以实现无损加工?很多从事光学研究的专家对此提出质疑。面对同行的质疑,李教授广泛收集资料,详细了解磁流变加工技术的工作原理,论证了该技术在光学加工上的优势。

  为了将理论变成样机,李教授带领团队开始了艰难的探索。构建原理样机需要一个输送磁流液的抛光轮,以保证高精度修形的稳定性和可控性。当时国外对我国实行严格的技术封锁,不可能进口,而国外公开发行的资料里只有一个抛光轮的插图,对它的内部构造和工作原理却只字不提。

  别人的技术买不来,学不来,只能依靠自主创新。由于缺乏资料,制作这样一个抛光轮,从材料购置、淘空到成形需要一个较长的周期,延误了实验进程。这让负责抛光轮设计的彭博士很是苦恼。

  一天晚饭时,家人从厨房端出一个高压锅,正在思考抛光轮设计的彭博士突然眼前一亮,死死盯住冒着热气的高压锅。没错!国外资料里抛光轮的插图和高压锅长得非常相像,两者的作用原理也很相似,把高压锅端部锯掉不就是一个抛光轮吗!白天满眼晃动的抛光轮影像终于变成了实物。彭博士在家人“先吃饭”的督促声中,抱着高压锅飞速跑向加工厂,国防科大第一个磁流变抛光轮就这样诞生了。

  超精加工是一种接近精度极限的加工,指标越高,难度也会越大。随着研究的进行,磁流变加工技术的修形精度不断提升。依靠深厚的理论功底,李教授又大胆提出可控柔体光学制造技术,通过五年的研究,研制出国内首台具有自主知识产权的纳米精度磁流变和离子束抛光装备,可以将光学零件的均值面形误差控制在几纳米以内,突破了大型光学零件高效、高精度、无损伤制造的技术瓶颈,为推动我国现代光学制造技术的跨越式发展和高端光学产业的升级换代奠定了基础。


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