西安交通大學教授段玉崗團隊自主研發(fā)的龍門式自動鋪絲機。

2022年12月30日，由科技部、財政部、教育部、中央網(wǎng)信辦和全國工商聯(lián)共同舉辦的“2022第十一屆中國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國總決賽”在廣東深圳圓滿落幕。

陜西省參賽企業(yè)西安華晟復(fù)材科技有限公司（以下簡稱華晟復(fù)材）以航空航天先進復(fù)合材料構(gòu)件成型裝備產(chǎn)業(yè)化項目參加本次大賽。歷經(jīng)省賽、全國賽等多輪選拔，華晟復(fù)材成功晉級，在全國總決賽中榮獲“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)50強”稱號，并獲第十一屆中國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國總決賽初創(chuàng)組二等獎。

華晟復(fù)材是西安交通大學科技成果轉(zhuǎn)化企業(yè)。其佳績的背后，是科研團隊“十年磨一劍”潛心攻克一項“卡脖子”技術(shù)。

華晟復(fù)材創(chuàng)始人、西安交通大學教授段玉崗介紹，碳纖維復(fù)合材料因具有低密度、高強度、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)異特性，廣泛應(yīng)用于航天航空、風電裝備、大型艦船、交通運輸、壓力容器、體育用品等領(lǐng)域。但長期以來，復(fù)合材料的自動鋪絲技術(shù)主要掌握在美國、法國和西班牙等國家手里。

“隨著我國大飛機項目的實施及航空航天飛行器高性能化的需求增大，輕量化樹脂基復(fù)合材料構(gòu)件的高質(zhì)量成型制造，成為我國航空工業(yè)領(lǐng)域亟需攻克的關(guān)鍵技術(shù)。其中，自動鋪絲技術(shù)是制約我國航空航天大型先進復(fù)合材料構(gòu)件高質(zhì)量制造的關(guān)鍵難題。”段玉崗說。

2005年，段玉崗帶領(lǐng)團隊開始進行自動鋪絲設(shè)備、工藝及軟件的研制工作。段玉崗團隊是國內(nèi)最早從事復(fù)合材料自動鋪絲技術(shù)研究的團隊之一。該團隊現(xiàn)有教授5人、副教授3人、助理教授5人、博士及碩士研究生30余人，是一支機械工程、自動控制、軟件工程及材料工程等學科交叉、技術(shù)實力雄厚的自動鋪絲技術(shù)與設(shè)備及軟件研究開發(fā)隊伍。

截至目前，該團隊自動鋪絲相關(guān)技術(shù)獲批國家發(fā)明專利27項、實用新型專利4項，獲自動鋪絲路徑規(guī)劃及控制軟件著作權(quán)14項。近年來，團隊先后在國家自然科學基金、科技部“863計劃”、國家數(shù)控機床重大專項（04專項）等十余個國家及省部級項目的資助下，開展了自動鋪絲工藝及設(shè)備等方面的相關(guān)研究工作。從鋪絲頭機械結(jié)構(gòu)、鋪絲機控制系統(tǒng)、自動鋪放工藝、自動鋪絲路徑規(guī)劃及新型固化工藝等方面入手，該團隊對自動鋪絲技術(shù)開展了深入系統(tǒng)地研究。

2017年，團隊推出國內(nèi)第一臺8絲束8自由度工程化機器人式鋪絲機，鋪絲速度最大達到每分鐘30米。在此基礎(chǔ)上，團隊又先后成功研制了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的機器人式自動鋪絲設(shè)備、機床式自動鋪絲設(shè)備（臥式及龍門式）及配套cad/cam軟件系統(tǒng)。其中，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的自動鋪絲設(shè)備已在中航復(fù)材有限公司、湖北三江航天紅陽機電有限公司、北京衛(wèi)星廠有限公司、沈陽飛機工業(yè)（集團）有限公司和天津愛思達航天科技有限公司等單位進行工程化應(yīng)用。

近20年的技術(shù)攻關(guān)、積累，以及十余臺設(shè)備的成功工程化應(yīng)用，驗證了所研制的自動鋪絲設(shè)備與配套軟件的成熟度，有效緩解了我國先進復(fù)合材料制造技術(shù)與設(shè)備被制約的不利局面，得到國內(nèi)相關(guān)行業(yè)的認可，為鋪絲技術(shù)的成果轉(zhuǎn)化奠定了良好基礎(chǔ)。

2021年7月6日，由段玉崗團隊主要成員及西交一八九六科創(chuàng)投資合伙企業(yè)作為初始股東，華晟復(fù)材在秦創(chuàng)原創(chuàng)新驅(qū)動平臺總窗口正式注冊成立。

成立以后，華晟復(fù)材以“技術(shù)入股+職業(yè)經(jīng)理人股權(quán)激勵”的方式組建了核心團隊，以“科學家+工程師”的方式組建了技術(shù)隊伍。該公司現(xiàn)有產(chǎn)品有機器人鋪絲機、龍門式鋪絲機、龍門式鋪帶機、鋪絲/鋪帶一體機和復(fù)合材料3d打印機，可廣泛應(yīng)用于航空航天、風電、壓力容器、交通運輸、體育用品等領(lǐng)域。

成立一年多來，華晟復(fù)材自動鋪絲裝備技術(shù)就達到國內(nèi)領(lǐng)先水平，訂單金額超過億元，并完成a輪融資，公司估值2.75億元，進入新型復(fù)合材料智能裝備高速發(fā)展的快車道。

同時，段玉崗團隊成功研制了連續(xù)纖維增強熱固性復(fù)合材料3d打印技術(shù)與裝備，該技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平。目前，華晟復(fù)材已經(jīng)與西安交通大學合作進一步完善該技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品，且在近期推出工程樣機并投入使用。預(yù)計2023年底，該技術(shù)將在華晟復(fù)材實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

“基于自主可控的自動鋪絲技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化落地，將真正補齊我國碳纖維復(fù)合材料自動加工制造的短板，打通整個產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展斷層，促進上游復(fù)材產(chǎn)業(yè)發(fā)展和下游航空航天工業(yè)升級。”段玉崗1月31日接受采訪時表示，“此次榮獲全國總決賽初創(chuàng)組二等獎，是對我們前期工作的高度認可和鼓勵，是公司進入復(fù)合材料智能裝備領(lǐng)域、實現(xiàn)高速發(fā)展的重要里程碑。華晟復(fù)材作為秦創(chuàng)原總窗口的科技成果轉(zhuǎn)化企業(yè)，將持續(xù)聚焦復(fù)合材料高質(zhì)量高效成型裝備與工藝的技術(shù)攻關(guān)，深耕復(fù)材先進制造領(lǐng)域，通過強鏈、補鏈的方式實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)融合，服務(wù)我國航空航天事業(yè)發(fā)展。”

文章刊載于2023年2月2日陜西日報07版

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