李兰柱:扎根复材20载 不破楼兰终不还

发布时间 : 2018-03-16     来源 : 中国运载火箭技术研究院新闻中心


△李兰柱(中)和同事讨论

  从满怀理想的青年到技术带头人,过去的20多年间,航天材料及工艺研究所的李兰柱只做了一件事——研究复合材料结构件加工工艺。在这片广阔的天地里,他攻克了一个又一个生产难题,见证了复合材料在航天型号上推广应用。
  前不久,李兰柱参与研发的“高性能碳纤维复合材料数控加工工艺装备”荣获国家技术发明一等奖。该研发项目攻破了航天型号多种关键复合材料结构件高质高效加工难题,打破了国外垄断,为推动复合材料在航天领域应用做出了重要贡献。

 
强强联手 力克难题

 
  航天领域的高端装备,是国家制造水平的集中体现。当前,航天型号越来越向小型化、轻质化趋势发展,复合材料不仅轻质、高强,而且易实现材料与结构整体同步制造、省时省工,因而成为航天型号减重增效的优选材料,得到越来越广泛的应用。
  然而,这种材料是典型的难加工材料,在加工过程中受力和热的作用,极易出现纤维分层、撕裂和毛刺等现象,严重制约其推广和应用。
  为了从源头解决这些具有挑战性的加工难题,航天材料及工艺研究所与大连理工大学开展技术合作,分析加工去除机理和加工损伤产生机制,建立了新切削理论体系,成功实现了复合材料低损伤加工,并将该技术应用于航天型号产品生产。
  在这一过程中,李兰柱付出了艰辛的努力。

 
能干加巧干 加工实现自动化

 
△李兰柱(中)在生产现场

  平常,李兰柱话不多,表面平静,但眼神中却透着一股子坚定。在与复合材料结构件打交道的过程中,他遇到了各种各样的加工难题,但困难不但没击退他,反而激发了他更大的斗志。
  有一种复合材料部段需要在端框加工70多个不贯通方孔,由于材料去除量大,常规的加工方法不仅效率低,而且加工质量差,孔的边缘存在分层和毛刺现象,无法满足设计要求。
  就在大家一筹莫展时,李兰柱意识到,只有引进更加先进的自动化加工设备,同时改进工艺,才有望解决这个难题。但那样至少要1年,时间上不允许。
  有困难,有条件上,没有条件,创造条件也要上!在从事工艺研究之前,李兰柱曾有6年的模具工装设计工作经验,这对他的攻关工作起到了很大的作用。他利用车间已有的转台,快速研制出一套侧壁孔加工装置,同时开展加工工艺优化和刀具工艺试验,在较短的时间内,不仅解决了加工损伤难题,而且使单个孔的加工时间由4个小时缩短为30分钟,效率大幅提升,有力保障了重点型号研制进度。

 
受钟表启发 脑洞大开解难题

 
  另一种复合材料产品,需要在碳纤维复合材料和铝合金叠层结构上加工150个大直径的向心孔。以前车间由外向内钻孔,孔的边缘分层、鼓包、毛刺等质量问题严重,并且加工效率低。
  为了解决这个问题,李兰柱提出很多加工方案,但效果都不理想。那段时间,他食不知味,夜不能寐。
  一次,他在和团队人员讨论时,无意间抬头瞥见墙上挂着一个圆形钟,交叉的时针和分针瞬间启发了他。李兰柱脑洞大开,可否将钟摆原理用于加工呢?
  说干就干。他大胆提出内置式钟摆钻孔技术方案,利用2个动力装置同时由内而外钻孔,并利用组合刀具一次钻出合格孔。困扰大家许久的问题终于解决了,加工效率还提高了3倍以上。
  看似不经意间的“灵感”,其背后反映的是李兰柱对事业的热爱、对专业技术的熟知。因为只有将专业知识“刻”在了脑海里,他才能把生活中的所见所闻与生产结合起来,快速解决加工难题。

 
新目标:从“自动化”迈向“数字化”

 
  在李兰柱及其团队的不懈努力下,航天材料及工艺研究所逐步实现了复合材料结构件从无法加工到手工加工,再到自动化加工的跨越。李兰柱也因此获得国防科技二等奖2项、省部级科技一等奖2项、省部级二等奖2项等诸多荣誉。
  但李兰柱并未止步于此,他又有了新的目标:变现有的单台自动化设备“孤军作战”为数字化生产线,大幅提升生产效率。
  在一些大批量生产的行业,建数字化生产线具有得天独厚的先天优势。而航天产品批量小、种类多,数字化生产线这条路并不好走,但李兰柱充满信心。他笃定的眼神中,我们看到了希望,这一天,也许不久就会到来。

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