作者 |丁佳 王之康
工作人員正在使用超快激光設(shè)備加工精密零部件。 王之康攝
“光學(xué)將成為未來科技的核心，光子科技是中國科技換道超車的大好機(jī)遇。”
中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所（以下簡稱西安光機(jī)所）副研究員、中科創(chuàng)星創(chuàng)始合伙人米磊所做的這個(gè)判斷，正在成為現(xiàn)實(shí)。就在中科創(chuàng)星新的辦公園區(qū)中，有一家從西安光機(jī)所走出來的高科技企業(yè)，致力于成為國內(nèi)光子制造高端裝備的先導(dǎo)者。
光子制造應(yīng)運(yùn)而生
人類社會(huì)的發(fā)展史可以說是一個(gè)創(chuàng)造工具、使用工具的歷程，工藝制造方式也隨著新材料的應(yīng)用而發(fā)生變革。
如今，一些高科技材料興起，傳統(tǒng)的木工、電焊等加工方式不能滿足科技和工業(yè)發(fā)展的需要，因此有著“20世紀(jì)四大發(fā)明”之稱的光子制造應(yīng)運(yùn)而生，代表了迄今為止人類運(yùn)用工具改造世界的新高度。有統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，在美國和德國，光子制造占整個(gè)先進(jìn)制造業(yè)的60%~70%。
光子制造包括激光制造、光刻技術(shù)、原子制造等，可以跨越毫米、微米、納米等多種尺度，具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。其中，超快激光制造由于具有獨(dú)特的加工優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為光子制造的重要方向。
“超快激光的作用時(shí)間特別短，在10~12秒至10~15秒之間，比熱傳導(dǎo)的時(shí)間還要短，因此在熱量還沒到達(dá)的時(shí)候，就能對(duì)材料進(jìn)行加工，加工過程中理論上不產(chǎn)生熱，因此稱為‘冷加工’?！蔽靼仓锌莆⒕庾又圃炜萍加邢薰荆ㄒ韵潞喎Q中科微精）董事長/總經(jīng)理、原西安光機(jī)所光子制造中心主任楊小君說，“同時(shí)超快激光具備超強(qiáng)的峰值功率，可以將材料直接電離，打斷材料的分子鍵?！?/p>
憑借廣泛的材料適用性、超高的加工精度和無熱效應(yīng)等優(yōu)勢(shì)，超快激光可解決傳統(tǒng)加工方式難以實(shí)現(xiàn)的超精細(xì)、無損傷、無材料選擇性等加工瓶頸，是國家大型飛機(jī)、新一代信息技術(shù)、汽車等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的重要支撐技術(shù)，成為推動(dòng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵手段。
目前，多個(gè)發(fā)達(dá)國家已將超快激光作為再工業(yè)化、重振經(jīng)濟(jì)的國家戰(zhàn)略，并基本完成了超快激光技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)工藝的更新?lián)Q代，但其相關(guān)裝備對(duì)中國嚴(yán)密禁運(yùn)。
沒“槍”沒“炮”自己造
買不來的技術(shù)只能自己做。作為中科院五大光機(jī)所之一，西安光機(jī)所立足國家重大戰(zhàn)略需求，率先開展光子制造技術(shù)研究，在核心部件及裝備集成方面取得重要進(jìn)展和突出成果，并在中科院科技成果轉(zhuǎn)化體制機(jī)制改革的引領(lǐng)下，走上了產(chǎn)業(yè)化的道路。
2014年，研究所針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、火焰筒氣膜孔精密加工行業(yè)難題，在國內(nèi)率先研制出適用于發(fā)動(dòng)機(jī)葉片等小型零件的五軸飛秒激光微孔加工工程樣機(jī)，以及適用于發(fā)動(dòng)機(jī)火焰筒等大型零件的六軸皮秒激光群孔加工工程樣機(jī)，并成功在中國航發(fā)某主機(jī)廠應(yīng)用驗(yàn)證?；谇捌诘某晒?015年3月，西安光機(jī)所成立產(chǎn)業(yè)化公司中科微精，致力于激光高端制造裝備的產(chǎn)業(yè)化。
2016年，中科院設(shè)立弘光專項(xiàng)，以期促進(jìn)中科院重大科技成果實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)化。
年輕的中科微精迎來了加速發(fā)展的機(jī)遇，它與研究所共同牽頭負(fù)責(zé)的“航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)極端精細(xì)制造裝備”項(xiàng)目于2017年成功入選中科院弘光專項(xiàng)。
項(xiàng)目針對(duì)航空航天領(lǐng)域新一代葉片研制的高效超精細(xì)制造要求亟待解決的制造瓶頸，率先研制出三軸至七軸系列化飛秒激光高端精密制造裝備，建成核心部件及系列裝備中試生產(chǎn)線5條，成功推廣應(yīng)用于70余家相關(guān)單位，解決了在研發(fā)動(dòng)機(jī)三維構(gòu)件復(fù)雜微結(jié)構(gòu)精密制造的“卡脖子”難題，推動(dòng)我國發(fā)動(dòng)機(jī)自主研制進(jìn)程。
“同時(shí)，我們還依托松山湖材料實(shí)驗(yàn)室，建成了國內(nèi)首條渦輪葉片氣膜孔光子自動(dòng)化加工示范線，實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)（智能化）飛秒激光極端制造，加速將該技術(shù)與裝備拓展至民用領(lǐng)域，為航空、航天及電子等領(lǐng)域復(fù)雜構(gòu)件超精細(xì)冷加工提供全方位解決方案?！睏钚【f。
在弘光專項(xiàng)中，西安光機(jī)所著力突破工程化技術(shù)，中科微精則專注于飛秒激光高端裝備的研制與生產(chǎn)。中科微精現(xiàn)已成為國內(nèi)光子制造高端裝備的先導(dǎo)者，連續(xù)5年實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入近100%增長，目前已啟動(dòng)科創(chuàng)板上市計(jì)劃。
院所護(hù)航“雙保險(xiǎn)”
創(chuàng)業(yè)九死一生，中科微精為何能在短短幾年內(nèi)迅速成長？在楊小君看來，除了有真正的“硬科技”，來自中科院和研究所的支持與幫助也至關(guān)重要。
“弘光專項(xiàng)的管理方式有別于傳統(tǒng)的科研項(xiàng)目?！敝锌圃嚎萍即龠M(jìn)發(fā)展局高技術(shù)處副處長秦承虎坦言，為了幫助科研人員進(jìn)行成果轉(zhuǎn)化，他們這些機(jī)關(guān)工作人員都當(dāng)上了“項(xiàng)目經(jīng)理”，為創(chuàng)業(yè)者提供全程跟蹤服務(wù)，引導(dǎo)項(xiàng)目承擔(dān)單位按照“目標(biāo)導(dǎo)向、市場(chǎng)導(dǎo)向”的總體要求，有效整合政府、市場(chǎng)和資本等社會(huì)優(yōu)勢(shì)資源，保障項(xiàng)目加速實(shí)現(xiàn)重大產(chǎn)出。
截至目前，中科院弘光專項(xiàng)共遴選了四批27個(gè)項(xiàng)目，項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)合計(jì)5.11億元，已撥付后補(bǔ)助經(jīng)費(fèi)11420萬元，部分項(xiàng)目顯示出良好的成長態(tài)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)效益前景，引起項(xiàng)目落地的地方政府、所在行業(yè)企業(yè)的高度關(guān)注和認(rèn)可，起到引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的示范帶動(dòng)作用。
而西安光機(jī)所則一直秉承“拆除圍墻、開放辦所”的先進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化理念和“研究機(jī)構(gòu)+天使基金+孵化器+創(chuàng)新培訓(xùn)”的創(chuàng)新生態(tài)體系，最大限度釋放科研人員的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活力。
以中科微精為例，作為西安光機(jī)所光子制造中心的自有技術(shù)，走向成果轉(zhuǎn)化的第一步是要解決“人”和“錢”的問題。研究所允許楊小君團(tuán)隊(duì)近10人“雙跨”創(chuàng)業(yè)，一面保留所里的崗位編制和勞務(wù)關(guān)系，一面擔(dān)任公司的核心骨干，消除了他們創(chuàng)業(yè)的后顧之憂；同時(shí)，陜西西科天使投資管理有限公司第一時(shí)間投入了500萬元天使資金，避免了中科微精走進(jìn)創(chuàng)業(yè)的“死亡谷”。
“研究所是事業(yè)單位，決策有一定的程序，但創(chuàng)業(yè)公司卻需要非?？旖莸臎Q策模式，因此我們通過參股不控股、擇機(jī)退出等機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了去行政化，同時(shí)保證一定的現(xiàn)金回流，可以用來栽培更多的‘小樹苗’?！蔽靼补鈾C(jī)所副所長謝小平說，“作為國立科研機(jī)構(gòu)，盈利不是目的，但為國家發(fā)展培育‘苗圃’是我們的重要使命?！?/p>
在這樣一個(gè)充滿“陽光”和“雨露”的苗圃里，越來越多的中科微精們像雨后春筍般涌現(xiàn)，這也正是中科院作為國家戰(zhàn)略科技力量最期望看到的事。
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