見微知著 以“細(xì)”前行
——記深圳大學(xué)機(jī)電與控制工程學(xué)院副教授徐斌

□ 李 剛

老子曾曰：天下大事，必作于細(xì)。從細(xì)節(jié)入手，才能將人生道路上的每一步都走得踏實(shí)、穩(wěn)健?？蒲兄幸彩峭瑯拥牡览?，只有在細(xì)節(jié)上做到萬無一失，方能確保整個(gè)研究的準(zhǔn)確性。深圳大學(xué)機(jī)電與控制工程學(xué)院副教授徐斌就是一位注重細(xì)節(jié)的科研人員，多年來，他長期從事微細(xì)加工技術(shù)方面的研究，以絕對(duì)的認(rèn)真和一絲不茍的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度與團(tuán)隊(duì)一同走在科學(xué)的求索之路上。

徐斌從事的微細(xì)加工技術(shù)是指一種專門對(duì)小型工件進(jìn)行加工的技術(shù)，由微細(xì)加工工藝生產(chǎn)出來的零件通常需要用顯微鏡來觀察，對(duì)加工場所也有特別要求，一般會(huì)在專門進(jìn)行微小件或精密加工的車間進(jìn)行。隨著科技的飛速發(fā)展以及科研人員對(duì)研究精細(xì)化的要求，精細(xì)加工技術(shù)在醫(yī)療器械和電子等多個(gè)領(lǐng)域中的重要地位越來越凸顯，徐斌也在這條微細(xì)加工技術(shù)的科學(xué)求索路上越戰(zhàn)越勇。

無悔選擇 執(zhí)著微細(xì)加工

初次見到徐斌，一身簡單的休閑裝，不管說什么總是帶著濃濃的笑意，好像和嚴(yán)肅的科研人員聯(lián)系不到一起。他調(diào)侃自己有些不拘小節(jié)，就連家人也覺得他太過隨意，但生活上隨意的徐斌，一旦工作起來似乎就變了一個(gè)人，頗有不解決問題不罷休的架勢。

這份執(zhí)著與他從事的微細(xì)加工技術(shù)分不開。2003年，徐斌進(jìn)入中國人民解放軍海軍航空大學(xué)機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)習(xí)，在學(xué)校嚴(yán)格的準(zhǔn)軍事化管理下，徐斌保持著規(guī)律的作息習(xí)慣。大學(xué)期間的假期里，徐斌曾到深圳游玩，也許是學(xué)校嚴(yán)格的管理讓初到深圳的他一下子感受到了“自由”的氣息，令他對(duì)深圳這座城市產(chǎn)生了好感。大學(xué)畢業(yè)后，徐斌便考取了深圳大學(xué)機(jī)電與控制工程學(xué)院機(jī)械電子工程專業(yè)，進(jìn)行研究生學(xué)業(yè)的學(xué)習(xí)。

順利考上研究生后，徐斌跟隨導(dǎo)師完成了多個(gè)有關(guān)機(jī)械電子工程方面的研究課題，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，知識(shí)了解得越多他就愈發(fā)覺得學(xué)無止境，于是臨近畢業(yè)時(shí)徐斌在導(dǎo)師的建議下決定延續(xù)科學(xué)之路，繼續(xù)攻讀博士。

在深圳大學(xué)光電工程學(xué)院進(jìn)行博士研究的那幾年，徐斌真正對(duì)微細(xì)加工技術(shù)有了深入了解。做科研多年，曾有許多人問他每天泡在實(shí)驗(yàn)室里究竟在干什么，他費(fèi)盡心力研究的微細(xì)加工技術(shù)又有什么用？徐斌對(duì)此解釋道，微細(xì)加工技術(shù)對(duì)制造業(yè)的發(fā)展有重要意義，微細(xì)加工技術(shù)所加工的微型零件已廣泛應(yīng)用于微電子、精密機(jī)械、生物醫(yī)療以及航空航天等領(lǐng)域。可以預(yù)見的是，隨著工業(yè)領(lǐng)域?qū)α慵⑿突囊笤絹碓礁?，?duì)微型零件的需求越來越大，微細(xì)加工技術(shù)必將對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生新一輪的技術(shù)革命。

博士期間，徐斌作為骨干成員參與了導(dǎo)師的國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“三維金屬微結(jié)構(gòu)模具的飛秒激光切割與微細(xì)電阻滑焊疊層成形”的研究，首次利用Micro-DLOM工藝疊層技術(shù)來制備三維金屬微模具。他提到，當(dāng)時(shí)為了獲取三維金屬微結(jié)構(gòu)模具，課題組學(xué)術(shù)帶頭人伍曉宇老師經(jīng)過長期調(diào)研和反復(fù)研討，決定采用將飛秒激光切割與微細(xì)電阻滑焊相結(jié)合的方法來制備具有復(fù)雜形狀的三維金屬微結(jié)構(gòu)模具。該工藝以分層實(shí)體制造工藝為基礎(chǔ)，分為飛秒激光切割和微細(xì)電阻滑焊兩個(gè)工位，因此命名為微型化雙工位金屬箔疊層制造方法。在該課題中，徐斌先是通過雙溫模型（TTM）結(jié)合Richardson-Dushman方程，對(duì)多脈沖飛秒激光燒蝕銅箔的溫度場及熱電子發(fā)射進(jìn)行了數(shù)值模擬，又從金相、電阻率以及XRD檢測等多個(gè)方面對(duì)飛秒激光燒蝕0Cr18Ni9不銹鋼箔的特性進(jìn)行了詳細(xì)研究。接下來，他采用銅電極和鎢電極這兩種微細(xì)電極對(duì)三維微結(jié)構(gòu)模具進(jìn)行了微細(xì)電阻滑焊，還在滑焊過程中對(duì)銅電極和鎢電極的沉積效應(yīng)進(jìn)行了研究。此外，他通過飛秒激光切割及微細(xì)電阻滑焊實(shí)驗(yàn)對(duì)工藝進(jìn)行驗(yàn)證，獲得了較好的Micro-DLOM工藝參數(shù)，并在經(jīng)過幾種典型三維微結(jié)構(gòu)模具的制備后，最終證實(shí)了該工藝方法的可靠性和先進(jìn)性。

其中，徐斌制備了具有復(fù)雜形狀的3D微型腔模具，他首先以厚度為10μm的0Cr18Ni9的不銹鋼箔為基材獲得了二維微結(jié)構(gòu)，對(duì)其分析了激光功率和切割速度對(duì)切割精度的影響。然后，他利用微細(xì)電阻滑焊對(duì)多層二維微結(jié)構(gòu)進(jìn)行電阻焊焊接，合成具有曲面特征的微型腔。利用Micro-DLOM工藝的確可以加工具有自由曲面特征的三維微結(jié)構(gòu)，而且僅需切割每層二維結(jié)構(gòu)的輪廓便可完成加工，工藝過程簡單且成形效率較高。

再接再厲 攻克科研難關(guān)

博士期間取得的一系列成果給了徐斌極大的鼓勵(lì)，也讓他更加堅(jiān)定了自己的科研之路。于是在博士畢業(yè)后，徐斌選擇繼續(xù)開展博士后研究，期間，他在導(dǎo)師的要求下，閱讀了大量有關(guān)三維微電極方面的文獻(xiàn)，對(duì)其產(chǎn)生了濃厚的研究興趣，但卻不知工作該如何展開。徐斌解釋道，三維微電極的制備十分困難，通常采用的是具有簡單截面形狀的微細(xì)電極進(jìn)行逐層掃描放電來加工三維微結(jié)構(gòu)，這種加工方式雖然可以加工復(fù)雜的微結(jié)構(gòu)，但卻存在著微細(xì)電極損耗嚴(yán)重、三維微型腔的加工效率低、加工深寬比受限等諸多缺點(diǎn)。

該如何制備出三維微電極呢？針對(duì)加工過程中存在的這些問題，2015年，在博士后研究期間，徐斌參與到國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“三維微電極疊層擬合制備及其質(zhì)量控制與成形磨削”的研究中，他在博士課題研究成果的基礎(chǔ)上，針對(duì)三維微電機(jī)制備過程中的缺陷，提出了采用Micro-DLOM工藝來制備三維微電極的新方法，希望以此減小電極損耗并提高三維微結(jié)構(gòu)的加工效率。

與學(xué)院教師合影（前排左起第三人為導(dǎo)師伍曉宇）

課題組將快速原型領(lǐng)域的疊層制造與三維微電極制備結(jié)合起來，通過線切割對(duì)多層二維微結(jié)構(gòu)進(jìn)行加工，再利用真空壓力熱擴(kuò)散焊將多層二維微結(jié)構(gòu)疊加，來合成三維微電極。完成合成后，徐斌對(duì)三維微電極的加工工藝進(jìn)行了詳細(xì)研究，并獲得了較好的工藝參數(shù)。此外，他還在不同放電工藝參數(shù)和不同材質(zhì)的磨削工具條件下，對(duì)三維微電極制備過程中的臺(tái)階效應(yīng)進(jìn)行了研究，再通過成形磨削實(shí)驗(yàn)，掌握了臺(tái)階隨時(shí)間磨削損耗的內(nèi)在規(guī)律。進(jìn)而他與課題組對(duì)三維微電極電火花加工過程中的接縫放電痕進(jìn)行研究后，最終了解了其出現(xiàn)的基本規(guī)律和消除方法。該項(xiàng)目的相關(guān)成果于2015年9月29日順利通過科技成果鑒定，被國內(nèi)同行專家評(píng)價(jià)為：該項(xiàng)目所取得的成果是一種具有原創(chuàng)思想和技術(shù)的先進(jìn)工藝，成果技術(shù)居國際先進(jìn)水平。

研究取得的一系列成果相繼在Journal of Materials Processing Technology、Journal of Micromechanics and Microengineering、International Journal of Advanced Manufacturing Technology等期刊上發(fā)表；項(xiàng)目研究成果還獲得了國家發(fā)明專利授權(quán)5件，實(shí)用新型專利授權(quán)1件，并獲得了2016年度中國光學(xué)工程學(xué)會(huì)創(chuàng)新技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

教書育人 傳承科學(xué)理念

參加畢業(yè)生典禮

能夠?qū)ξ⒓?xì)加工技術(shù)執(zhí)著研究多年，徐斌提到，這其中少不了在博士和博士后期間深圳大學(xué)機(jī)電與控制工程學(xué)院院長伍曉宇對(duì)他的影響?！拔槔蠋煴M職盡責(zé)，在我看來就是‘工作狂’，經(jīng)常為了一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以通宵做實(shí)驗(yàn)，到了第二天還會(huì)精神抖擻地投入到新的工作中?！毙毂髮?duì)此感到很欽佩，而且伍老師在科研中還要求高效率，一旦有了研究思路，絲毫都不能耽誤，一定要在最短時(shí)間內(nèi)完成研究?！拔槔蠋熯@種敬業(yè)精神對(duì)我影響很大?！毙毂蟾锌溃谒约簛碚f，他也將這份對(duì)科研的嚴(yán)謹(jǐn)與堅(jiān)持傳遞給了學(xué)生們。

在對(duì)學(xué)生們提出高要求之前，徐斌表示首先要提高的是學(xué)生們?cè)诳蒲兄械摹俺删透小薄：喍灾?，就是將學(xué)生對(duì)科研的興趣調(diào)動(dòng)起來，只有對(duì)科研真正產(chǎn)生了興趣，才會(huì)有動(dòng)力堅(jiān)持下去。在他看來，教育學(xué)生要以鼓勵(lì)為主，不能圖一時(shí)之快，要一點(diǎn)點(diǎn)循序漸進(jìn)地去引導(dǎo)。雖然也許整個(gè)過程持續(xù)的時(shí)間會(huì)很長，也會(huì)耗費(fèi)許多精力，但徐斌覺得很值?！袄蠋熅褪且獙W(xué)生引進(jìn)門，給予鼓勵(lì)讓其看到自己在科研中取得的成果，再加上適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，自然就會(huì)步入正軌?！毙毂蟊硎尽?/p>

徐斌還提到，在引導(dǎo)的過程中，學(xué)生們也許會(huì)犯錯(cuò)，但有錯(cuò)誤并不可怕，關(guān)鍵是要讓學(xué)生端正認(rèn)錯(cuò)態(tài)度。而老師在此刻就要對(duì)學(xué)生多一些寬容，及時(shí)指引學(xué)生走出研究誤區(qū)，找到新的、正確的研究道路。

除了繁重的科研和教學(xué)任務(wù)，徐斌還擔(dān)任了深圳大學(xué)機(jī)電與控制工程學(xué)院機(jī)械系系主任，但無論哪個(gè)身份，他都盡自己最大能力力求做到最好，沒有絲毫松懈。如今，徐斌所在的微細(xì)加工技術(shù)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在伍曉宇的帶領(lǐng)下，成長為擁有3個(gè)博士后、3個(gè)博士以及近30多個(gè)研究生的成熟團(tuán)隊(duì)，他們都在為微細(xì)加工技術(shù)的發(fā)展而默默努力著。

從學(xué)生到科研人員再到教師，每一個(gè)角色徐斌都得心應(yīng)手。而一路走來，看似一帆風(fēng)順的背后也隱藏了許多不為人知的困難，但在科學(xué)中徜徉的徐斌甘之如飴。未來他所求的，也只是能夠擔(dān)起一份力所能及的責(zé)任，為微細(xì)加工技術(shù)的發(fā)展再盡一份力。