為超精密制造和檢測技術(shù)保駕護(hù)航

本刊記者　武光磊

為超精密制造和檢測技術(shù)保駕護(hù)航

本刊記者武光磊

孔令豹

在醫(yī)學(xué)上，檢測腫瘤標(biāo)志從而及時(shí)有效地進(jìn)行腫瘤治療；在軍事上，有效提高系統(tǒng)的精確度，增強(qiáng)軍事作戰(zhàn)能力；在工業(yè)上，集成電路板生產(chǎn)過程可更有效監(jiān)測電路線路連接及器件損壞等質(zhì)量問題，提高生產(chǎn)質(zhì)量水平。這些都是復(fù)旦大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院青年研究員孔令豹和他所在的團(tuán)隊(duì)積極研究探索的方向。為超精密制造和檢測技術(shù)保駕護(hù)航，是孔令豹一直以來的堅(jiān)持。

基礎(chǔ)決定高度

孔令豹從事超精密光學(xué)制造與測量領(lǐng)域的研究已長達(dá)15年，從超精密金剛石加工技術(shù)、自由曲面技術(shù)的出現(xiàn)到逐步應(yīng)用，他做了大量富有成效的研究工作，研究成果也得到國際學(xué)術(shù)界的普遍認(rèn)可。

超精密自由曲面及功能結(jié)構(gòu)面設(shè)計(jì)、制造與檢測技術(shù)是適應(yīng)國際光電探測、智能照明以及現(xiàn)代成像系統(tǒng)發(fā)展的研究熱點(diǎn)，同時(shí)其應(yīng)用需求越來越迫切，目前在航空、軍事以及民用產(chǎn)品中也得到越來越多的體現(xiàn)。然而，由于超精密自由面及功能結(jié)構(gòu)面面形復(fù)雜，精度要求高等特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)、制造和檢測方面都極具挑戰(zhàn)性難度，導(dǎo)致目前我國在該研究領(lǐng)域與國際發(fā)達(dá)國家相比仍有相當(dāng)大的距離，主要原因之一就是缺乏該領(lǐng)域的研究積累和相關(guān)高端人才。

但是孔令豹的人生字典里從來都是“不畏挑戰(zhàn)，用基礎(chǔ)戰(zhàn)勝高度”。他的科研腳步在超精密制造和檢測技術(shù)中踏出一串堅(jiān)實(shí)的成就：2011年，孔令豹參與了廣東省引進(jìn)科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)計(jì)劃，協(xié)助建立納米數(shù)控裝備及納米加工技術(shù)研發(fā)基地，為推動(dòng)和加強(qiáng)香港與內(nèi)地的科技合作以及國內(nèi)行業(yè)的進(jìn)步，做出了不可忽視的貢獻(xiàn)。此后，孔令豹于2015年6月回到上海，加入復(fù)旦大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院開展新的科研工作。他將超精密制造和檢測的專業(yè)知識融入新的科研方向和項(xiàng)目中，再結(jié)合國家在軍工和國防方面的需求，展開超精密極端制造領(lǐng)域的研究；此外，孔令豹也密切關(guān)注智能制造發(fā)展領(lǐng)域，包括光學(xué)3D打印的先期研究，功能型微納結(jié)構(gòu)面的研究等。

科研鑄就未來

超精密制造和檢測技術(shù)的應(yīng)用不僅可實(shí)現(xiàn)常規(guī)曲面難以實(shí)現(xiàn)的特殊光學(xué)效果，還可以實(shí)現(xiàn)超景深3D成像系統(tǒng)，用于虛擬及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（VR/AR）技術(shù)，包括軍用頭盔顯示、工業(yè)用在線自動(dòng)化測量、民用的影視娛樂等?？琢畋A(yù)測該技術(shù)在未來會(huì)出現(xiàn)井噴式增長。

超精密制造技術(shù)的一個(gè)重要應(yīng)用——超精密自由曲面技術(shù)?？琢畋推鋱F(tuán)隊(duì)對此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了創(chuàng)新：率先開發(fā)了適用于各類自由曲面的通用自由曲面評定算法，克服了現(xiàn)有各種自由曲面評定方法的局限性和針對性，有助于實(shí)現(xiàn)超精密自由曲面評定標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一性和國際標(biāo)準(zhǔn)化以及突破在自由曲面測量與評定領(lǐng)域的瓶頸和技術(shù)難關(guān)。在多軸超精密光學(xué)自由曲面數(shù)控加工優(yōu)化系統(tǒng)方面，孔令豹利用該系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)了表面生成仿真及誤差參數(shù)預(yù)報(bào)、切削參數(shù)以及加工策略的優(yōu)化。此外，復(fù)雜光學(xué)自由曲面自動(dòng)編程及其刀具軌跡生成系統(tǒng)填補(bǔ)了當(dāng)時(shí)商用超精密加工刀具軌跡生成系統(tǒng)在自由曲面加工方面的空白，實(shí)現(xiàn)了從2～7軸的多軸數(shù)控自動(dòng)編程和刀具軌跡仿真，并成功應(yīng)用于加工復(fù)雜自由曲面光學(xué)關(guān)鍵元件，大大提高了加工精度。與此同時(shí)，孔令豹還研發(fā)了一套復(fù)雜自由曲面光學(xué)設(shè)計(jì)、加工、測試一體化集成的制造平臺，大大縮短了超精密光學(xué)自由曲面的產(chǎn)品研發(fā)周期，提高了產(chǎn)品的加工精度及質(zhì)量，為實(shí)現(xiàn)自由曲面光學(xué)元件從光學(xué)功能設(shè)計(jì)到注塑成形產(chǎn)品的集成制造技術(shù)提供了完整解決方案。

在未來，孔令豹希望以復(fù)旦大學(xué)優(yōu)良的科研和教學(xué)為基礎(chǔ)，結(jié)合國家重大需求，在超精密微納光學(xué)制造領(lǐng)域，尤其是超精密微納結(jié)構(gòu)及自由曲面、功能型微納結(jié)構(gòu)加工技術(shù)領(lǐng)域上，能夠進(jìn)一步提升研發(fā)能力，開拓出新的研究領(lǐng)域和方向。相信孔令豹也將繼續(xù)在超精密制造和檢測技術(shù)領(lǐng)域做一名奔跑者，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)奔向更美好的明天。