发明专利一等奖

在航空、航天、交通等高端装备制造领域，有“一克重就是一克金”的说法，材料越轻结构工作效能越高。目前国际通用的碳纤维复合材料可以显著提高装备性能，但加工过程极易产生损伤，制约其广泛应用。2017年度国家技术发明一等奖授予大连理工大学贾振元团队，表彰其发明的“高性能碳纤维复合材料构件高质高效加工技术与装备”解决了碳纤维复合材料构件高质高效加工难题，将我国碳纤维复合材料构件加工技术水平推进到国际前沿。航空、航天、交通等领域高端装备是国家制造水平和综合实力的集中体现，碳纤维增强树脂基复合材料（以下简称碳纤维复合材料）可以为高端装备减重增效，具有非同寻常的战略意义。然而这种材料是典型的难加工材料，加工过程中极易产生毛刺、撕裂、分层等加工损伤，难以满足碳纤维复合材料构件的高性能要求，制约了这种高性能材料的推广应用，限制了装备性能的提升。项目第一完成人 大连理工大学 教授 贾振元：那么研究它（复合材料）加工过程中，它的损伤到底是怎么产生的，把去除的机理搞清楚，把损伤的机制搞清楚，那么有了这个以后，来开发我们的加工工具，再开发我们的加工工艺，再开发我们的装备，那么整个按照这套方式，应该说，我们有一个比较源头创新的这样一个特点。首先，贾振元团队揭示了碳纤维复合材料加工去除机理和加工损伤产生机制，提出了针对碳纤维复合材料加工的切削理论体系，实现了切削理论的源头创新。提出了“微元去除”和“反向剪切”加工损伤抑制原理，研制出三类9个系列制孔、铣削等系列加工工具。完全拥有自主知识产权的新工具，使碳纤维复合材料加工损伤由厘米量级减至1毫米以内，加工理论与技术进入国际领先水平。刀具寿命为进口产品的2-7倍，价格则降至1/6-1/4。 “微元去除” “反向剪切”等系列技术获多项发明专利。经过10多年攻关，团队研发出13台套高性能碳纤维复合材料数控加工工艺装备，成为我国航空航天多个重点型号关键复合材料构件加工的唯一装备，实现了从无法加工或手工加工到低损伤数字化加工的跨越。成果已在航天一院、航天三院、中航工业、中国商飞等企业应用，突破了某新型航天装备舱段、某飞行器筒段、某系列直升机旋翼、某重型飞机调节板、大型客机机身筒段试验件、高铁车身试验件等关键复合材料构件高质高效加工难题，打破国外封锁。