在松山湖材料實(shí)驗(yàn)室光子制造團(tuán)隊(duì)的工作間內(nèi)，各種“大塊頭”設(shè)備整齊排列，組成了一條頗具規(guī)模的生產(chǎn)線，科研人員在不同設(shè)備前忙碌工作。在這里，國(guó)內(nèi)首條超快激光渦輪葉片氣膜孔精細(xì)加工生產(chǎn)線正在調(diào)試之中。未來(lái)，這條產(chǎn)線將為該團(tuán)隊(duì)相關(guān)技術(shù)的完善提升提供重要的支持。
以自身“絕活”與廣東產(chǎn)業(yè)環(huán)境相結(jié)合
激光是20世紀(jì)以來(lái)繼核能、電腦、半導(dǎo)體之后，人類(lèi)的又一重大發(fā)明，被稱(chēng)為“最快的刀”、“最準(zhǔn)的尺”、“最亮的光”。如今激光在日常生活中已經(jīng)有諸多應(yīng)用，例如激光切割、激光測(cè)距、激光雷達(dá)、激光矯視、激光美容等等。特別是在加工制造領(lǐng)域，相比于傳統(tǒng)加工方式，激光快速和精細(xì)的優(yōu)勢(shì)更為顯著。
光子制造團(tuán)隊(duì)是材料實(shí)驗(yàn)室首批入駐團(tuán)隊(duì)之一，團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人楊小君研究員在超快激光精細(xì)加工領(lǐng)域具有深厚的研究功底，他帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)掌握了業(yè)界領(lǐng)先的復(fù)合光束掃描模塊、三維曲面自適應(yīng)定位、小空腔背傷保護(hù)等一批核心技術(shù)，研制出超快激光高端加工設(shè)備，解決了我國(guó)空天領(lǐng)域動(dòng)力系統(tǒng)復(fù)雜微結(jié)構(gòu)精密制造“卡脖子”難題，并且在電子信息、汽車(chē)、醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域都具有廣闊應(yīng)用前景。
“經(jīng)過(guò)多年研發(fā)，我們?cè)诔旒す饩?xì)加工領(lǐng)域已經(jīng)形成了一定的技術(shù)門(mén)檻和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但是真正面向廣闊民用市場(chǎng)的應(yīng)用還沒(méi)有鋪開(kāi)，這是我們團(tuán)隊(duì)存在的局限性。”作為團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，楊小君談到入駐松山湖材料實(shí)驗(yàn)室的初衷時(shí)表示，廣東民用市場(chǎng)發(fā)達(dá)，合作前景廣，特別是團(tuán)隊(duì)對(duì)口的幾個(gè)電子領(lǐng)域，很多知名企業(yè)都在廣東。“所以我們想拿自身的技術(shù)‘絕活’和當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)環(huán)境去結(jié)合，也能夠發(fā)揮我們更大的優(yōu)勢(shì)，這樣的話我們技術(shù)變現(xiàn)的效率會(huì)更高。”
在楊小君看來(lái)，東莞不僅離市場(chǎng)近，還有材料實(shí)驗(yàn)室提供的良好的資金和平臺(tái)支持，“我認(rèn)為材料實(shí)驗(yàn)室的支持機(jī)制很好，可能在全國(guó)也很難找到這樣好的創(chuàng)業(yè)環(huán)境了”。
超快激光：未來(lái)精細(xì)加工新趨勢(shì)
“我們團(tuán)隊(duì)目前采用的激光與傳統(tǒng)激光有所區(qū)別。傳統(tǒng)激光是利用光的熱效應(yīng)對(duì)材料進(jìn)行去除，而我們采用的超短脈沖激光是利用場(chǎng)效應(yīng)進(jìn)行加工，不僅可以達(dá)到更高的精度，并且不會(huì)對(duì)材料表面造成損傷，屬于‘冷加工’。”光子制造團(tuán)隊(duì)技術(shù)人員介紹道。
超短脈沖激光的整個(gè)加工過(guò)程中理論上不產(chǎn)生熱，因此稱(chēng)為“冷加工”，該團(tuán)隊(duì)目前使用最多為飛秒或者皮秒量級(jí)的脈沖激光。飛秒和皮秒實(shí)際上是時(shí)間單位，以常用的一個(gè)飛秒為例，1飛秒等于10-15秒，也就是1飛秒等于1秒鐘的1000萬(wàn)億分之一，是非常非常短暫的一剎那，因此加工過(guò)程中作用時(shí)間非常短。
“超短脈沖激光第二個(gè)特性是瞬時(shí)功率非常高，高到可以直接使材料電離，打斷材料的分子鍵。這種瞬時(shí)功率可以達(dá)到比全世界電網(wǎng)的平均功率還要高好幾個(gè)點(diǎn)。”技術(shù)人員表示，由于上述特點(diǎn)，賦予了超快激光在精細(xì)加工方面的突出優(yōu)勢(shì)。不僅可以實(shí)現(xiàn)極致的加工精度，并且由于無(wú)損加工，可以達(dá)到很高的表面精度和質(zhì)量。對(duì)超硬、耐高溫等眾多傳統(tǒng)方式難以加工的材料也具有更好的適用性，同時(shí)可以加工一些極其復(fù)雜的微結(jié)構(gòu)。
技術(shù)人員舉例道，當(dāng)前智能手機(jī)設(shè)計(jì)潮流向著全面屏的方向不斷演進(jìn)，屏占比數(shù)值明顯提升，但是由于前置攝像頭、聽(tīng)筒、距離傳感器等部件的存在，出現(xiàn)了“劉海屏”、“挖孔屏”等多種異形屏，如何對(duì)藍(lán)寶石等硬度高且脆的面板材質(zhì)進(jìn)行加工，成為考驗(yàn)加工工藝的難題，而激光加工則可以提供良好的解決方案。
今年疫情期間，光子制造團(tuán)隊(duì)還利用掌握的激光加工技術(shù)，進(jìn)行了口罩熔噴布生產(chǎn)設(shè)備中關(guān)鍵的噴絲板部件加工，得益于超精細(xì)的打孔精度，提高了噴絲質(zhì)量。
目前，該團(tuán)隊(duì)在材料實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展的重點(diǎn)研究應(yīng)用方向還包括對(duì)碳化硅、氮化鎵等新一代半導(dǎo)體材料的超精細(xì)加工。這兩種材料硬度非常高，僅次于金剛石等少數(shù)材料，傳統(tǒng)的加工方式，難度大、效率低，尤其是不能滿(mǎn)足半導(dǎo)體領(lǐng)域產(chǎn)品小型化、輕型化的發(fā)展趨勢(shì)，而超快激光則可以滿(mǎn)足此類(lèi)加工需求。該團(tuán)隊(duì)目前結(jié)合已有技術(shù)及工藝，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出針對(duì)上述材料的加工裝備，同時(shí)已經(jīng)與部分客戶(hù)進(jìn)行了對(duì)接。
“我國(guó)制造業(yè)整體呈現(xiàn)出由低端走向高端的趨勢(shì)，因此超快激光每年增長(zhǎng)率要比傳統(tǒng)激光更高，它代表著未來(lái)的一個(gè)發(fā)展方向。”技術(shù)人員介紹。
在創(chuàng)業(yè)過(guò)程中不斷磨合提升
其實(shí)，楊小君除了是光子制造團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，同時(shí)還擔(dān)任廣東中科微精光子制造公司總經(jīng)理職務(wù)。多年來(lái)，一方面帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)從事科研工作，另一方面，面對(duì)復(fù)雜的市場(chǎng)挑戰(zhàn)，勇于突破，敢于創(chuàng)業(yè)，積極推進(jìn)成果轉(zhuǎn)化。
談到創(chuàng)業(yè)初衷，楊小君表示，當(dāng)初一方面是希望自己研究的技術(shù)能夠變成產(chǎn)品，真正發(fā)揮價(jià)值，而不僅僅是止步于實(shí)驗(yàn)室；另一方面，進(jìn)行成果轉(zhuǎn)化，不論是對(duì)社會(huì)還是對(duì)個(gè)人都能產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)收益。
不過(guò)，從一名普通科研人員到科研、創(chuàng)業(yè)兩手兼顧，他的創(chuàng)業(yè)之路走得并不輕松，踩過(guò)很多“坑”，但是卻也積累了很多寶貴經(jīng)驗(yàn)。
“做科研與做成果轉(zhuǎn)化，最大的差別在于對(duì)能力層面的要求不同。科研更多需要整合的是技術(shù)層面的工作，維度要小得多、窄得多。而創(chuàng)業(yè)則不同，除了技術(shù)層面，還要考慮市場(chǎng)、客戶(hù)需求、資金、人力、融資、財(cái)務(wù)管理、研發(fā)管理等諸多方面。”楊小君表示，創(chuàng)業(yè)對(duì)個(gè)人能力的要求更加多維，中間面臨非常多的苛刻挑戰(zhàn)，并不是一開(kāi)始就可以預(yù)見(jiàn)的，但是面對(duì)問(wèn)題只能是堅(jiān)持往前走，沒(méi)有回頭路。
他舉例道，對(duì)企業(yè)的發(fā)展來(lái)說(shuō)，常常面臨資金短缺，特別是隨著規(guī)模越來(lái)越大，考驗(yàn)著融資和資金管理能力。公司團(tuán)隊(duì)從幾十人到幾百人，整個(gè)組織如何高效運(yùn)轉(zhuǎn)，也是一件非常難的事。此外，創(chuàng)業(yè)過(guò)程中還伴隨著個(gè)人的時(shí)間管理、心態(tài)調(diào)整等一系列問(wèn)題。
“你可能要想很多辦法，在企業(yè)文化層面，在制度層面，在流程層面，很多都是一邊做一邊摸索學(xué)習(xí)出來(lái)的。”楊小君表示，在不斷磨合的過(guò)程中，越來(lái)越理解其他企業(yè)選擇的打法。只有親自經(jīng)歷過(guò)了，才會(huì)有更深的理解和感觸。
談到接下來(lái)的團(tuán)隊(duì)發(fā)展規(guī)劃，他表示，希望在通訊和精密電子、半導(dǎo)體等領(lǐng)域有所聚焦，找到更精準(zhǔn)的切入點(diǎn)，“這里面每一個(gè)領(lǐng)域做起來(lái)都不得了，都有很大的規(guī)模，這是我們后面要努力的一個(gè)方向”。
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