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【广州日报】做“刀”,我们是专业的!

探访广工高效精密制造技术与装备实验室

字体: 2021年04月01日 浏览量:来源:广州日报2021年03月31日 作者:林霞虹 编辑:朱小翠

实验室部分师生合影。

“多刃刀”上有几十上百个微刃。

这排看起来像针一样的东西也是实验室研发的“刀”。

这听上去可能有些不可思议,在广东工业大学,有一个“专业做刀”的实验室——这就是高效精密制造技术与装备实验室。由科研工作者专门做出来的“刀”,自然有其独特之处。本期“趣探实验室”,就请跟随求学君一起,走进这个“专业做刀”的实验室,看看这里的“刀”,有什么与众不同吧!

文/广州日报全媒体记者林霞虹 图/广州日报全媒体记者高鹤涛

专业做“刀”:

既有有形的刀

也有无形的刀

高效精密制造技术与装备实验室位于广东工业大学大学城校区。实验室教授、广工机电工程学院副院长郑李娟介绍:“在我们实验室,老师跟同学们平时都在做些什么?通俗地来说,我们平时在做刀,以及研究怎么把这些刀用好。”

记者在实验室逛了一圈,但看来看去,只看到各种各样不知名的仪器,并不见有诸如“水果刀”“菜刀”等普通人印象里的“刀”。

郑李娟解释说,他们做的刀主要用在工业上。实验室做的“刀”有各种尺寸,涵盖了从纳米级到微米级到厘米级的刀。她拿起一个长得像螺丝的东西说:“我手上的这把刀,看起来像一个螺丝,实际上它是一把刀。跟我们的菜刀不一样,它上面有几十甚至上百个微刃。在高速旋转下,可以把金刚石、蓝宝石、玻璃等硬脆材料,用绿色环保的方式,加工成各种形状、各种大小的产品。”

更奇特的是,实验室做的刀既有有形的刀,也有无形的刀。郑李娟说,实验室研究的“氦离子刀”就属于无形的刀,可以在芯片上加工出纳米级的孔。

比头发丝还细的“刀”

获国家科技进步奖二等奖

郑李娟拿出一个像针尖一样的“刀”说,实验室王成勇教授团队与企业合作开发了这样一把比头发丝还细的刀,用它就可以在各种多层高端电路板上钻成百上千个孔,再电镀形成电路导通,相关的技术获得了2019年度国家科技进步奖二等奖。

高端印制电路板,被誉为电子工业基石。随着技术发展,电路板变得越来越小,所有的线路和元器件都要放在电路板上,可想而知,电路板的加工精度和难度有多高。

“最典型的就是手机,从大哥大到现在的手机越来越轻薄。现在传输信号更快,要求信号也不能失真。这就对加工提出了更高要求。”王成勇教授曾在受访时说,“电路板越来越小,一个芯片如果有几十个甚至几百个‘爪子’(针脚)来与主板相连,孔就要越来越小、越来越密。在厚板上钻孔,就像纳千层鞋底一样,鞋底太厚,针容易断。”王成勇说,这就要求打孔的钻头一不能断,二磨损要小,三是钻出孔的质量要高。

为了突破这个难题,王成勇教授团队联合多家企业,经过近十年产学研用协同创新,终于突破了微细刀具材料、大长径比刀具设计制造以及微孔群加工工艺等技术,创建了微细加工质量保障工艺体系。其成果在多个著名高端印制电路板企业得到成功应用,满足了高铁、超算与高性能服务器、新能源汽车、消费电子等对高端印制电路板的需求。

科技抗疫:

八成口罩用了实验室

研发的超声焊接系统

去年疫情期间,这个专业做刀的实验室,还参与了科技抗疫。郑李娟指着实验室展柜里的一个东西说:“这个是超声焊接系统,不要看它其貌不扬,全国80%的口罩可都是由它做出来的。”

去年初疫情发生后,口罩紧缺,实验室王成勇教授团队与汇专科技集团股份有限公司协同攻关,大幅提升口罩机超声焊接系统产能,改进后的系统可以实现全自动化焊接,口罩机生产效率提高40%。短短3个月,汇专科技成长为全国最大的口罩超声焊接系统供应商,助力全球近5万台口罩机高效生产,为防控新冠肺炎疫情做出了有力贡献。

在2020年2月28日广东省重点防疫物资生产企业技改、装备奖励政策兑现仪式上,汇专科技作为唯一一家提供口罩超声焊接系统的企业,因高效生产交付防疫保障物资,获得240万元奖励。去年5月15日,汇专科技与王成勇教授团队的成果“大规模医疗防护用品生产用超声焊接关键技术与装备”,通过了中国机械工程学会组织的成果鉴定会,得到了鉴定委员会的充分肯定。

研发的微针

可用于美容和打疫苗

“我们既可以加工各种生活必需品,还可以为人类的健康美丽事业服务。”郑李娟拿出一个带着许多凸起的“薄片”告诉广报求学,这是实验室研发的美容微针,可以实现无痛给药,可以应用于美容领域,也可以给孩子打疫苗。据了解,目前实验室研发的微针有玻尿酸微针、明胶微针、壳聚糖微针、硅固体微针等。

郑李娟拿着一个圆形的微针,一边往胳膊上贴,一边解释说:“将来给孩子打疫苗,可以这样轻轻一贴,疫苗就打好了,我们的宝宝再也不用哭了。”

网址链接:https://gzdaily.dayoo.com/h5/html5/2021-03/31/content_880_750162.htm

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