科技新時(shí)代，“太空菜園”——一項(xiàng)令人興奮的科技成果沖上熱搜。中國(guó)空間站，科技與美味的交織，盡顯科技魅力。夢(mèng)想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)，光譜科技服務(wù)“太空菜園”。背后是無(wú)數(shù)科研人員的智慧和努力。北京工業(yè)大學(xué)陳繼民教授團(tuán)隊(duì)就是這樣一支特別能戰(zhàn)斗、特別能奉獻(xiàn)的科研團(tuán)隊(duì)，他們用精湛的科學(xué)技術(shù)探索太空中的生命奧秘，譜寫(xiě)著太空里的“田園詩(shī)”，用實(shí)際行動(dòng)踐行了科技人員的國(guó)家使命和社會(huì)擔(dān)當(dāng)。
激光工程助力“太空菜園”
“太空菜園”是中國(guó)航天事業(yè)的一個(gè)縮影，它展示了我國(guó)在科技創(chuàng)新方面的雄心和實(shí)力。這些需要尖端專(zhuān)業(yè)技術(shù)的深度支撐，其中光學(xué)工程專(zhuān)業(yè)就位列其中。陳繼民教授是北京工業(yè)大學(xué)激光工程研究院教授、博士生導(dǎo)師、3D打印工程中心主任。他作為一名優(yōu)秀的科技工作者，除了在專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域有很深的造詣，在社會(huì)組織上還擔(dān)任重要職務(wù)。兼任北京市數(shù)字化醫(yī)療3D打印工程技術(shù)研究中心主任，北京生態(tài)設(shè)計(jì)與綠色制造促進(jìn)會(huì)首席技術(shù)專(zhuān)家等學(xué)術(shù)任職。中國(guó)增材制造標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC／TC562）委員，中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)激光加工專(zhuān)業(yè)委員會(huì)委員，中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)特種加工理事。
不忘初心，牢記使命，陳繼民教授帶領(lǐng)一批青年科學(xué)家在科研道路上砥礪前行。為滿(mǎn)足空間站中植物生長(zhǎng)對(duì)光照、養(yǎng)料、水分、空氣等特定需求，團(tuán)隊(duì)研發(fā)了專(zhuān)用的激光3D打印技術(shù)，為太空栽培裝置打印了我國(guó)首套專(zhuān)業(yè)的植物栽培裝置栽培杯，讓植物可以盡享“日光浴”。
團(tuán)隊(duì)青年骨干曾勇副教授為了攻克航天彈性體材料激光增材制造浸潤(rùn)性調(diào)控、大尺寸形變調(diào)控等關(guān)鍵技術(shù)，日以繼夜，一絲不茍地完成了基于激光增材制造工藝的空間站綠植培育裝置栽培杯一體化制造，相關(guān)裝置搭乘天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船進(jìn)入天宮實(shí)驗(yàn)室，用精湛的技術(shù)助力“太空菜園”喜獲豐收。青年骨干姚海華老師，圍繞任務(wù)需求，兢兢業(yè)業(yè)，積極配合團(tuán)隊(duì)進(jìn)行激光增材制造可控成形技術(shù)攻關(guān)工作，通過(guò)模擬微重力條件下的運(yùn)行環(huán)境，完成了對(duì)打印的綠植培養(yǎng)裝置的模擬測(cè)試，提高了3D打印件在太空中使用的可靠性。團(tuán)隊(duì)骨干王潛老師盡心竭力，完成系統(tǒng)總體交付的任務(wù)，在短時(shí)間內(nèi)解決了太空菜園栽培杯的結(jié)構(gòu)光掃描建模和圖像處理難題，展現(xiàn)出團(tuán)隊(duì)超強(qiáng)的綜合技術(shù)能力。
高效運(yùn)作的背后，是團(tuán)隊(duì)科研人員與時(shí)間的賽跑。時(shí)間緊、任務(wù)重，從接到任務(wù)起，最終僅用60天就實(shí)現(xiàn)了正樣產(chǎn)品的正式交付，將搭載該栽培杯的太空栽培裝置送上太空，開(kāi)啟了空間站植物栽培工作，為“太空菜園”建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。
攻克3D打印“卡脖子”難題
“太空菜園”，光學(xué)工程大有可為。航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，同樣需要光學(xué)攻克技術(shù)難題。殊不知，通過(guò)復(fù)雜氣冷內(nèi)腔結(jié)構(gòu)，改善渦輪葉片散熱能力已成為先進(jìn)航天發(fā)動(dòng)機(jī)制造的關(guān)鍵，而陶瓷型芯是制造這種內(nèi)腔結(jié)構(gòu)的核心部件。內(nèi)腔形狀越復(fù)雜，冷卻效果越優(yōu)異。而傳統(tǒng)方法往往難以加工內(nèi)腔結(jié)構(gòu)復(fù)雜的陶瓷型芯，陶瓷3D打印技術(shù)成為解決這個(gè)難題的有效方案。目前，陶瓷型芯3D打印設(shè)備和材料主要掌握在美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、奧地利等少數(shù)幾個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家手中，相關(guān)核心技術(shù)和方案成為制約我國(guó)陶瓷型芯3D打印發(fā)展的“卡脖子”難題。
為打破國(guó)外壟斷，陳繼民教授團(tuán)隊(duì)與康碩電氣進(jìn)行聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)，自主研制出大尺寸陶瓷型芯3D打印機(jī)和高性能陶瓷成形材料。目前，設(shè)備已經(jīng)投入工業(yè)化生產(chǎn)，填補(bǔ)了陶瓷型芯3D打印設(shè)備國(guó)內(nèi)空白，為陶瓷3D打印的國(guó)產(chǎn)化鋪平了道路，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備－材料－工藝閉環(huán)鏈條的自主可控。曾勇、王潛、姚海華老師默默付出、無(wú)私奉獻(xiàn)，攻克了陶瓷3D打印的軟件控制等相關(guān)技術(shù)，開(kāi)發(fā)了具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的陶瓷3D打印軟件，對(duì)3D打印陶瓷行業(yè)實(shí)現(xiàn)我國(guó)航空航天、生物醫(yī)療、機(jī)械電子領(lǐng)域關(guān)鍵零部件制造的國(guó)產(chǎn)化具有重大意義，將促進(jìn)我國(guó)陶瓷3D打印工具軟件、裝備、材料與服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈的健全和健康發(fā)展，為打破國(guó)外技術(shù)壟斷，解決我國(guó)陶瓷型芯的“卡脖子”難題，具有積極的戰(zhàn)略意義。
激光科研 碩果累累
陳繼民教授1986年畢業(yè)于華中科技大學(xué)，獲機(jī)械工程工學(xué)學(xué)士學(xué)位，同年推免華中科技大學(xué)機(jī)械工程研究生，1989年獲工學(xué)碩士學(xué)位。1998年考入北京工業(yè)大學(xué)攻讀光學(xué)工程專(zhuān)業(yè)博士學(xué)位，期間赴德國(guó)Ravensburg 合作研究。之后進(jìn)入北京工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程博士后流動(dòng)站，2003年出站留校工作。2011年9月－2012年9月美國(guó)紐約州立大學(xué)Buffalo分校訪(fǎng)問(wèn)學(xué)者，2018年赴美國(guó)Boston大學(xué)進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)研究。陳繼民在科研道路上不斷提高完善自己工作科研水平，于2016年榮獲中國(guó)產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新獎(jiǎng)。2018年8月指導(dǎo)研究生參加第十三屆中國(guó)研究生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽獲企業(yè)類(lèi)一等獎(jiǎng)。還曾獲中國(guó)發(fā)明學(xué)會(huì)發(fā)明獎(jiǎng)、北京市科技進(jìn)步獎(jiǎng)發(fā)明2等獎(jiǎng)等榮譽(yù)獎(jiǎng)項(xiàng)；主持參加完成了國(guó)家“973”計(jì)劃、國(guó)家“863”計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目等。發(fā)表論文180余篇，獲得專(zhuān)利30余項(xiàng)，出版專(zhuān)著4部，譯著2部。
如此硬核履歷正是陳教授不斷探索，銳意進(jìn)取的見(jiàn)證。目前陳繼民教授主持完成的科研項(xiàng)目有20多項(xiàng)。包括中國(guó)博士后科學(xué)基金資助項(xiàng)目：“三維YAG激光加工機(jī)器人的離線(xiàn)自動(dòng)編離線(xiàn)自動(dòng)編程系統(tǒng)研究”；國(guó)家自然科學(xué)基金“激光組裝粉末微燒結(jié)研究”；中國(guó)工程院戰(zhàn)略咨詢(xún)項(xiàng)目“3D打印材料及應(yīng)用發(fā)展戰(zhàn)略研究”以及北京市科委重點(diǎn)與重大項(xiàng)目等。
人才培養(yǎng)結(jié)碩果
陳繼民教授深知“人才作為第一資源，在科技的發(fā)展中起著關(guān)鍵作用”。為了培養(yǎng)未來(lái)的人才，陳繼民教授傾盡全力，科研開(kāi)發(fā)、教書(shū)育人同行并重，因人而異，因材施教，耐心，細(xì)心，為國(guó)家培養(yǎng)棟梁之材。取得教育教學(xué)成果近20項(xiàng)：自2017年以來(lái)指導(dǎo)學(xué)生參加了中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)＋大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽獲得北京賽區(qū)三等獎(jiǎng)；指導(dǎo)學(xué)生參加2020年第六屆、2021年第七屆中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)＋大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽均獲得北京賽區(qū)二等獎(jiǎng)、三等獎(jiǎng)。
激光應(yīng)用于材料加工，被譽(yù)為制造技術(shù)的革命?！疤詹藞@”、3D打印等越來(lái)越多的領(lǐng)域亟待激光科技的照亮。陳繼民教授不忘初心，他堅(jiān)持做一名堅(jiān)定的“追光者”，以激光為國(guó)鑄劍，闊步邁向世界前列。（文／陳偉）
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