11月17日,《科學(xué)導(dǎo)報》記者在山西省農(nóng)業(yè)機械化科學(xué)研究院副院長裴進(jìn)靈帶領(lǐng)下來到該研究院實驗室。此刻,3D打印機正在運轉(zhuǎn)著,一個模具的底部已經(jīng)初具規(guī)模。裴進(jìn)靈對記者說:“長期以來,由于農(nóng)業(yè)機械工作對象的復(fù)雜性,在科研、開發(fā)過程中,有些工裝模具形狀復(fù)雜,比如水泵葉輪的模具、播種機的排種器、排種箱等。這些原型的制作非常麻煩,往往是先開模具,然后再做出樣品,而運用3D打印技術(shù),無需開模具,可以把制造時間降低為以前的1/10~1/5,費用降低到1/3以下。一些好的設(shè)計理念,無論其結(jié)構(gòu)和工藝多么復(fù)雜,均可利用3D打印技術(shù),短時間內(nèi)制造出來,從而極大地促進(jìn)了產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計,有效克服我國農(nóng)機工業(yè)設(shè)計能力薄弱的問題。”
這些年,裴進(jìn)靈雖然扎根農(nóng)機事業(yè),卻絲毫沒有放松搞科研。每次下鄉(xiāng)都有農(nóng)民研制出農(nóng)機器械,總是詢問他一些技術(shù)問題,他被農(nóng)民的這種發(fā)明熱情所感動,而面對他們理論知識不足卻又懷揣滿腔熱情的情形,裴進(jìn)靈能做的就是不斷攀登科研高峰,研制出能夠幫助農(nóng)民增產(chǎn)增收的器械。
改變?nèi)松母呖?/p>
1977年,中國剛剛恢復(fù)高考,已經(jīng)參加工作的裴進(jìn)靈沒多想,就去參加了考試。結(jié)果“無心插柳柳成蔭”,居然考上了。初次聽到機械系焊接設(shè)備與工藝專業(yè)的裴進(jìn)靈不禁咂舌,這個專業(yè)還需要在大學(xué)里學(xué)習(xí)?這不是技校里的專業(yè)嗎?
一度想要繼續(xù)工作,放棄這個大學(xué)機會的裴進(jìn)靈,被父親的朋友們好言相勸,告訴他這個專業(yè)還是不錯的,勸告他不要放棄這么好的機會。最終,他還是走進(jìn)校園開始了大學(xué)生活,而這也成為他人生的一個新起點。
畢業(yè)后,裴進(jìn)靈進(jìn)入了山西機器廠工作,主要從事機械設(shè)計和工藝。3年后,他調(diào)到山西省農(nóng)機研究院,而這一干就是30余年。
看似簡單的工作經(jīng)歷,實際上裴進(jìn)靈經(jīng)歷的遠(yuǎn)比這表面的簡歷多得多。在這工作的30余年中,他曾停薪留職獨自闖蕩在外,那段日子他學(xué)到了曾經(jīng)在工作崗位上學(xué)不到的東西,同時也提升了個人能力。當(dāng)他再次回到山西省農(nóng)機研究院時,曾經(jīng)這些“闖蕩”的經(jīng)歷成為了他身上的閃光點。超前的思維,創(chuàng)新的眼光,讓他的農(nóng)機事業(yè)再次揚起風(fēng)帆。
虛擬真實間轉(zhuǎn)換
生產(chǎn)制造一個農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的成本必然不低,那么如何能生產(chǎn)出一個實用的設(shè)備,又在其過程中降低成本呢?
裴進(jìn)靈告訴記者:“山西省農(nóng)牧機械虛擬設(shè)計實驗室能夠解決這個問題。虛擬樣機技術(shù)已經(jīng)成為一項相對獨立的產(chǎn)業(yè)技術(shù),它不但改變了傳統(tǒng)的設(shè)計思想,還對制造業(yè)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響?!?/p>
那么,它是如何做到的呢?“如果,我們需要一臺設(shè)備,是一定要在工廠里完成設(shè)計、制造后再使用。但是在虛擬設(shè)計實驗室,我們可以虛擬一臺收割機,在產(chǎn)品制造之前就可以發(fā)現(xiàn)并更正設(shè)計錯誤,完善設(shè)計方案,在產(chǎn)品開發(fā)過程中,減少所需的物理樣機數(shù)量。利用虛擬設(shè)計技術(shù)對農(nóng)業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行分析,提出改進(jìn)方案,并且在虛擬設(shè)計上驗證方案的有效性。在虛擬實驗室里,這臺機器是可以發(fā)動的,在發(fā)動過程中,感受到任何問題都可以提出修改。”裴進(jìn)靈說。
多年的下鄉(xiāng)經(jīng)歷中,裴進(jìn)靈遇到了很多發(fā)明積極性非常高的農(nóng)民。看著他們千辛萬苦、七拼八湊手工做出的農(nóng)機真是既欣慰又心酸。如果把他們的想法在虛擬實驗室中實現(xiàn),這樣既可以不用他們辛苦,還可以用最短的時間看到成效,這不是事半功倍嗎?
農(nóng)民的種植經(jīng)驗可以說很豐富,但是缺乏理論基礎(chǔ),有些在裴進(jìn)靈看來簡單的問題,在他們眼里卻很復(fù)雜。比如,朔州的一位農(nóng)民自己研制了一臺檸條收割機,檸條怎么也進(jìn)不到按照自己的想法做出來的機器里,反而往外甩。裴進(jìn)靈笑著說:“如果他學(xué)過物理,知道離心率,那么這個問題就簡單了。”
科技支撐研發(fā)力
3D打印技術(shù)和農(nóng)機結(jié)合,這個創(chuàng)新的想法和裴進(jìn)靈那幾年的“闖蕩”有很大的關(guān)系,他深知中國的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)應(yīng)該和高科技緊密結(jié)合,在信息數(shù)字化的今天,制造行業(yè)也應(yīng)該逐步追求效率的最大化。
“高速精密的生產(chǎn)工藝越來越占據(jù)主導(dǎo)
地位,于是快速成型技術(shù)也越發(fā)重要,3D打印機就是一種快速成型技術(shù)的直觀體現(xiàn),巨大的市場空間也涌現(xiàn)了一批先進(jìn)的3D打印機設(shè)備和技術(shù),它將引領(lǐng)制造業(yè)的發(fā)展?!迸徇M(jìn)靈說。
利用一臺3D打印機,可以在數(shù)小時內(nèi)制成產(chǎn)品的實體模型。通過這一技術(shù)不僅節(jié)省了大量的時間和資金,還可以在投入生產(chǎn)之前看到成型的產(chǎn)品,并且在設(shè)計過程的早期階段,而且通常是在整個設(shè)計過程中找出設(shè)計缺陷,然后做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。這個過程取代了原來制作模具中鑄塑、鑄造、沖壓等復(fù)雜程序,縮短產(chǎn)品研制周期,從而極大地促進(jìn)了產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計,有效克服國內(nèi)農(nóng)機工業(yè)設(shè)計能力薄弱的問題。
裴進(jìn)靈告訴記者:“我們在實驗室進(jìn)行如水泵葉輪、播種機械關(guān)鍵裝備如各類排種器、開溝器等形狀復(fù)雜的樣機零部件的加工制造、試驗、研究與開發(fā),能夠大幅度縮短各類農(nóng)業(yè)機械的研制過程,提高農(nóng)業(yè)機械關(guān)鍵裝備的成果轉(zhuǎn)化速度,快速投放于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,這必將有利于促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化,對實現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,有著巨大的社會效益?!?/p>
扎根農(nóng)機,為農(nóng)民服務(wù),這就是裴進(jìn)靈一直以來所做的工作。堅持創(chuàng)新,攀登科研高峰,這是他一路走來努力的方向。裴進(jìn)靈認(rèn)為,在外闖蕩就要有勇猛和果敢的精神,當(dāng)回到科研院所,就要有兢兢業(yè)業(yè)和潛心科研的勁頭。