探路新質生產力·實驗室週記 | 三維編織實驗室：爲國之重器捋出“創新主線”

堅持做難而正確的事，而不是應該的事，或許開始是艱難的，也許過程會更艱難，但是堅持走下去，時間自然會給出答案。

數百根碳纖維紗線相互交織。

博一新生、初創企業，看似毫無交集的二者，因爲一家產線實驗室而彼此相連。

東華大學機械工程學院博士研究生一年級的左明光，每日早晨8點多抵達院系實驗室，埋首翻閱"生產日記"，上面詳細記錄着三維編織機在產線上遇到的種種細節和難題。

新材料企業——雲路複合材料（上海）有限公司，其實驗室和生產基地儘管在物理空間上還存有距離，但後臺數據實時同步，因此，無論科研任務多繁重，他總會抽空覆盤梳理產線上的高頻問題，從蛛絲馬跡中追尋可提升改進之處。

連續半年，小左頻繁往返校內實驗室、生產一線，目標清晰——幫助企業攻堅飛機隔框生產工藝流程。這關涉到如何填補三維編織一體成型技術的國內產業空白，爲國之重器搭好核心骨架。

主修機械工程的科研新人，爲何願意擠出時間，牢牢蹲守實驗室？小左說，實踐出真知，科研也如此，唯有身處產線實驗室，才能更好地發現需求，也找準科研發力點。

實驗室內有規律的編織機聲裡，他漸漸找準了創新節奏——不與他人比拼論文速度或一時得失，一步一個腳印梳理出自身的"創新主線"。成長於廣袤農村的小左喜歡用種葡萄類比創新：剪去帶有干擾的枝枝蔓蔓，集中將養料輸送給主幹，結出的葡萄才顆粒飽滿。實驗室裡汲取的豐富養料，也反哺着小左的基礎科研，在創新之路上持續奔跑。

摸索出"合格區間"

實驗室直接勾連生產線，小左第一次直觀感受到工藝創新的急迫性。

他描述產線上一幕"驚心動魄"的場景：一隻明黃色的機械臂與數米高的三維編織機有規律地協作運動。數百根碳纖維紗線相互交織，弧狀異形截面複合材料件逐步成型。沒過一會兒，紗線在工程師視線盲區不小心打了個結，很快隨之斷裂，數小時努力瞬間功虧一簣，產線停擺。"這就是常能遇到的意料之外，如果問題不解決，整條產線無法恢復運作，企業運營生產、訂單交付都會受影響。"

機械臂與三維編織機正在工作。

遠水解不了近火。他無法隨時求助於導師，必須自己主動求索，探尋解決方向。這也是科研工作者入門第一課。

擅於思考的小左代入自己的理解。"如果最初定位不準，那麼機械臂在後續編織時軌跡都將出現偏差。"面對大噸位的機械設備，小左與工程師一起，重新調整設備各類參數。

小左的筆記本電腦中記錄着一串數據，這是他在產線實驗室無數次失敗後得到的"合格區間"。只要生產數據控制在這一範圍內，就能產出合格產品。經由實踐不斷論證，這組數據也清晰記在他的腦海裡。工程師們說，只要將相關生產數據交給"左博士"掃一眼，他能大致判斷哪些數據超出正常值。哪怕只有1°偏差，也逃不過他的火眼金睛。

而更多時候，找準問題只是萬里長征的第一步。爲了豐富手邊解決問題的"工具箱"，再忙他都會留足時間"啃"文獻，將白天產線上遇到的考題，投諸文獻尋找科學依據和解題思路。

比如，捕捉到芯模難以準確定位裝夾這一問題後，在多方打聽和師兄介紹下，他找到了可行的解決方案——設計專用夾具。

"就像給芯模與電腦預設程序劃定同一起跑線，確保兩者處於同一軌跡。通過專用夾具設計能確保一次裝夾到位，省時省力且準確。"這一生產線上的小發明，在小左口中似乎有點"輕描淡寫"。其實，對機械裝置的本能敏銳和好奇，從小左兒時一路延續至大學。金工實習中，他不以完成課業爲目標，全身心沉浸在獨立製作成品的滿足中。日復一日積攢的動手能力，讓他對於解決問題梳理出清晰邏輯線。

也因此，多年後，當小左在產線上遇到難題，總下意識地想試試自己設計的專用夾具。他知曉，"看似複雜的機械傳動裝置，關鍵是要弄清作用、測準數據。"實際生產中，因爲有了這個自行設計的夾具，飛機隔框項目順利進入下一程。

"寸克寸金"極致攻關

再過近兩個月，首批通過三維編織技術一體成型製作的飛機隔框即將走下產線。爲此，小左臨時搬到實驗室附近。隨身行囊裡，白色T恤、黑色薄款羽絨服，搭配簡單，卻足以應對忽冷忽熱的春季。行李箱的主要空間留給一堆手稿，上面繪着三維編織機草樣以及待銷項問題的清單。

實驗室裡，儘管困難重重，可小左認爲自己是幸運的——在科研起步之初就有機會迎接真實的難題、思考研發的意義。

回想半年前，他的導師在所指導的博士生微信羣中發佈消息，招募有意願參與飛機隔框校企合作項目的博士生。"不知道課題難度係數多大"，止不住好奇心的小左抓緊時間整理資料，主動了解該項目。他說，當年高考填報專業，自己從一堆候選專業中選準機械工程，就是衝着製作"大國重器"而來。如今，飛機隔框的研究課題擺在眼前，他不希望錯失機遇。下定決心後，他研究了相關資料，最先回復了導師。這一步，於他個人而言是博士生涯的真正起點，於三維編織技術產業化同樣是關鍵一步。

碳纖維織物構件。

時間回溯至10年前，東華大學相關團隊憑藉三維編織技術榮獲國家科學技術進步二等獎。當年，該團隊已成功在產線上用三維編織技術製出碳纖維預製件，一舉破解複合材料受力後易分層難題。然而，預製件無法完美解決材料起褶皺的難題。對於飛機等高精尖設備來說，一旦材料做不到均勻平整，力學結構也會隨之變動，影響運行穩定安全。

雲路復材向東華大學定向發起的飛機隔框研究需求正是爲此而來——希望研發一體成型工藝，讓飛機隔框用上覆合材料。團隊測算過，如果實現飛機隔框及其他構件的材料替代，國產飛機的複合材料使用率將有望從不到20%增至50%以上，更輕盈堅固。

強度更強、重量更輕，小左與工程師們以"寸克寸金"的極致攻關精神一次次磨合、調整，樣品漸漸接近他們心目中理想的模樣。小左還特意拜託工程師前往海外專業展覽"打樣"，全方位比較競品的優勢特點。在與全球頂尖同行的比拼中，小左更添了一份信心。

栽好"數據樹"

成果近在眼前，而小左看得更遠——建立飛機隔框檢測數據庫。未來如果進行工藝更新迭代，建立標準數據庫是繞不開的關鍵一環。

"工程師要爲飛機隔框做‘全身體檢’後，才能進行完整精確的力學分析。"小左解釋，只有充分掌握瞭解飛機隔框內部複雜的力學結構分佈、變化，工程師們才能掌握哪些部件環節夠堅固、哪些又存在薄弱點，從而有效推動工藝提升。

左明光在測量並記錄數據。

蹲守產線實驗室，也在小左身上漸漸薰染出一名機械領域科學家應有的創新素養——對精密製造的極致追求。質量效率能否更好、缺陷能否更小、功能能否更優……一個個問號推動他更迫切地製出成品、記錄參數，栽好"數據樹"。

然而，掣肘不斷。放眼國內，運用三維編織技術一體成型地製作飛機隔框仍是"空白區"。由於領域太新，幾乎沒有第三方企業擁有適配的檢測設備。

小左反映的問題，也被雲路復材創始人朱永飛記掛在心。眼下，企業正積極牽頭組建創新聯合體，將碳纖維材料供應商、高校科研機構、航空航天企業等上下游環節黏合起來。彼此借力聯合攻關"卡脖子"難題，也共享科研設施設備，讓創新資源有效流動起來。

即將攻克飛機隔框生產的雲路復材，計劃向下一個目標衝刺——打造低成本、高性能的無人航空飛行器，搶抓佈局低空經濟。朱永飛說，只有創新鏈上的每一環都往前進一步，航空飛行器整體才能實現技術進步、生產力躍升。

週末，小左打算從生產線上抽身，繼續琢磨博士論文的開題。他始終記得一個午後，和煦的光線灑向碳纖維織物，黑得發亮，透出教科書難以描摹的光澤感。這股悸動令他惦念至今，也讓他立志將三維編織技術作爲學術鑽研的主題。以飛機隔框爲線頭，他將創新思維發散至更廣闊的異形截面預成型體編織。"有了飛機隔框‘數據樹’，未來的應用領域或許不止於航空航天。"

>>> 記者手記

接力奔跑

王嘉旖

山高攀則至，路遠須疾行。

這是一場賽跑，十餘年的接力奔跑，從實驗室到生產線，三維編織技術突破重重難題，迎來全面開花。這也是一羣人的持之以恆，在各自領域攻堅核心環節，最終匯成"國之重器"。

雲路復材企業牆上有4個字——實事求是。從科研新人小左，到雲路復材創始人朱永飛，他們都有一股實事求是的鑽勁，更善於將看似遙遠的目標，化作眼前具象的每次生產、每組數據。小左在微信朋友圈寫道："事物的發展總是螺旋式上升和波浪式前進。"身處創新一線的科學家、企業家們，在每一次爬坡過坎中爲創新標註下豐富註腳和意義。

一代代接力蓄能、攻堅啃硬，最終冒出屬於新質生產力的蔥蘢綠意。

作者：王嘉旖

文：本報記者 王嘉旖 圖：邢千里/受訪者供圖 編輯：施薇

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