央广网佛山11月15日消息 提起“南海好功夫”,你想到的是什么?叶问、黄飞鸿等一代宗师,还是龙舟、舞狮等传统技艺?对制造业重镇佛山南海来说,“好功夫”在智能制造领域也不断推陈出新。

在佛山市南海区广工大数控装备协同创新研究院(下称“广工大研究院”)博士后科研工作站里,一位名为贺礼的90后博士后正在潜心探索新兴陶瓷3D打印工艺。

2020年5月,他从美国爱荷华大学工业工程专业毕业,放弃了国外3D打印知名企业开出的优厚待遇,跨过太平洋来到了佛山南海,入驻广工大研究院博士后科研工作站。

在美国爱荷华大学读博期间的贺礼(中)。(央广网发 受访者供图)

“我主要研究陶瓷、金属以及特种材料的3D打印技术,与佛山的制造产业配套十分契合!”贺礼坦言。

据悉,贺礼所在的博士后科研工作站依托广工大研究院建设,是一个国家级企业孵化器,在做研究的同时能接触到最新的市场需求,有助于后续科研成果转化,而这也是他选择该研究院的重要原因。

良好的科研平台和产业化环境,迅速引凤来栖。目前,该站已有6名博士,分别来自英国巴斯大学、香港中文大学等高校,是佛山同批次引进博士最多的工作站。

“狮头”背后的核心技术

“这是我给佛山南海带来的‘贺礼’,一个红烧狮子头。”贺礼舞动着一只3D打印制作的彩色醒狮头笑着说。

贺礼团队采用3D打印制作的狮子头。(央广网记者 官文清摄)

烟灰缸、紫砂壶、水泥灯罩、墙壁装饰品、器官模型、艺术摆件……在贺礼的3D打印实验室里,陈列着琳琅满目的展品。

“这是一个硅胶材质的墙壁装饰件,这些波浪形的纹路就是用石蜡3D打印生产的模具再翻模制造的。石蜡模具在翻模后可以直接用手撕或者放入热水中融化回收,然后就可以得到里面的硅胶制品。”随手拿起一件展品,贺礼如数家珍。

石蜡3D打印浇注出来的硅胶墙壁装饰件之一(图左),硅胶墙面装饰效果图(图右)。(央广网发 受访者供图)

看似一个简单的脱模动作,却是贺礼反复尝试才得到的成果。

贺礼告诉央广网记者,相比于其他的打印材料,石蜡容易在较低温度融化的特点,使得它能被重复使用、更为环保,但如何让石蜡满足打印需求却是一个技术难点。

“我们对石蜡的配方进行了几百次尝试,才让它既能满足加热后的流动性要求,又能在打印过程中满足支撑性和强度要求,而且能够在使用完成后经过加热或者剥离实现脱模。”贺礼说。

在雕塑行业,大型雕塑通常体积很大,需要用到几百斤甚至上吨材料,利用现有3D打印工艺制造的模具成本很高。对此,贺礼提出了《可回收消失模石蜡3D打印工艺研发及产业化》的立项,并获批了研究院内部基金支持和广东省基础与应用基础研究基金区域联合基金青年基金项目支持。

贺礼团队研制的石蜡3D打印样机。(央广网记者 官文清摄)

经过不断试验和优化改善,如今项目已完成样机制造,综合成本相较现有技术降低10倍以上。“我们后面会做一米到两米的设备,最终可以打印一个成人大小的石蜡模具。”贺礼说。

反哺产业升级

《粤港澳大湾区发展规划纲要》明确提出,要提升国家新型工业化城市发展水平,以珠海、佛山为龙头建设珠江西岸先进装备制造产业带,支持佛山深入开展制造业转型升级综合改革试点。

作为建设珠江西岸先进装备制造产业带的创新引擎,广工大研究院致力于数控装备技术研发、成果转化、企业孵化、人才培养与引进。

广工大研究院副院长杨淑爱。(央广网记者 官文清摄)

“沿着智能装备机器人、半导体、人工智能和3D打印的领域,我们希望为佛山引进一批高端人才,最后来赋能产业转型升级。”广工大研究院副院长杨淑爱表示。

在这一契机之下,2018年,广工大研究院博士后科研工作站成立,2019年开始引进博士后。“最终这些博士后的研究成果,会跟研究院的企业和地方产业合作来助推科研成果转化。”杨淑爱说。

贺礼团队研制的陶泥直写3D打印机。(央广网记者 官文清摄)

在贺礼看来,佛山的陶瓷产业比较发达,与他的研究方向十分契合。“在陶瓷3D打印方向,我们现在有两个主要研究项目,一个是陶泥直写3D打印,用来制造生活陶瓷、艺术陶瓷等产品;另一个是做光固化陶瓷3D打印,用来生产结构陶瓷、压电陶瓷、医药陶瓷等工业陶瓷产品。”

今年6月9日,中国博士后科学基金会发布第69批面上资助名单,贺礼的博士后课题《无支撑光固化3D打印陶瓷工艺设计及优化》获得资助。

贺礼获得中国博士后科学基金第69批面上资助。(中国博士后科学基金会官网截图)

“这是一个光固化陶瓷3D打印领域的全球领先技术。”贺礼解释,很多陶瓷零部件的结构相对复杂,在打印过程中对支撑结构的依赖性较强。而这些支撑结构难以在打印后去除,强行去除则会破坏零部件,因此也导致了一些如管道、内腔体、内置悬垂等结构难以打印,“我们这个技术就是让光固化陶瓷3D打印摆脱更多的支撑结构带来的束缚。”

贺礼透露,去年回国至今,一年之内已经产出三项3D打印技术,计划在明年进行投产。

贺礼与团队研制的光固化陶瓷3D打印机。(央广网发 受访者供图)

引才“秘诀”

近年来,伴随着粤港澳大湾区建设的不断推进、传统制造业数字化智能化转型的需求不断扩大,佛山出台了140多份扶持政策,投入真金白银广邀英才。其中,全职新引进且办理人才引进手续的博士后每人给予30万元安家补贴、30万元科研经费,博士每人给予20万元安家补贴。

在此基础上,南海区推出了“南海鲲鹏人才计划”,扶持内容贯穿创新、创业、生活和公共服务等人才事业全生命周期的发展需求。

广工大研究院。(央广网记者 官文清摄)

“佛山市和南海区两级的政策配套,在全国范围内都是一流的,适合我们做科研,走产业化路线。”贺礼表示,研究院拥有跟国外相近水平的科研平台与环境,也使他坚定选择了这里。

据了解,广工大研究院博士后科研工作站实行与国际科研机构接轨的人员聘用制、薪酬灵活化等模式,对高端研发人才等重要贡献人员按照收益的40%以上给予奖励。

同时,研究院已建成广东省智能工业机器人工程技术研究中心、广东省半导体智能装备和系统集成创新中心等6个省级平台,积极打造粤港澳大湾区科技创新高地。

“未来在赋能产业转型的基础上,还要培育新兴产业生态。”谈及博士后科研工作站的未来发展,杨淑爱表示,首先要服务好在站的博士后,让他们出站之后能留在佛山。“目前我们有几个博士后的项目已经往产业化阶段走,我们要努力留下他们。”

目前,博士后工作站的一些研究成果已被市场化基金看中。杨淑爱表示,基于广工大研究院本身的科技成果转化办法,后续将探索创建与博士后收益共享的模式。

广工大研究院院长杨海东。(央广网发 受访者供图)

“谁掌握了核心技术,谁就在竞争中取得优势。我们注重培育,用科研平台引才育才留才。”广工大研究院院长杨海东表示,接下来还将招募更多的专家博士,进一步提升研究院人才队伍建设水平,为佛山产业转型升级蹚出新路。(记者 夏燕 官文清 王倩 黄璐璐 实习生陈晖)