王艳
通过多年的努力,中国在先进陶瓷加工技术的研究方面已经走在世界的前列。在科研和教学一线奋战30余年的林彬,不仅是这一进程的见证者,也是重要的参与者和推动者。
对林彬来说,一间小小的实验室不仅是科研的沃土,也是他人生梦想的承载之地。
57岁的林彬,是天津大学机械工程学院先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室副主任。对真理的渴求,对科研的热爱是他始终保持最初的热忱,在科研道路上不懈探索的动力。
20世纪80年代以来,先进陶瓷的加工理论和技术研究在国内外一直处于热点状态。通过多年的努力,中国在先进陶瓷加工技术的研究方面已经走在世界的前列。在科研和教学一线奋战30余年的林彬,不仅是这一进程的见证者,也是重要的参与者和推动者。
与陶瓷结缘 奉献青春
1986年,林彬从天津大学机械工程专业毕业后,被分到了天津市电缆总厂设备科,负责绘制图纸。参加工作伊始,工厂启动了一个大型项目,进行全新交联电缆生产线的研制和设计。由于基本功扎实,林彬被寄予厚望,承接了该项目的研制设计任务。然而,由于技术人员缺乏,原始资料不足,这块“硬骨头”让林彬犯了难。
重任在肩,困难重重,林彬却没有退缩。“当时带队的尹师傅特别有经验,一块砖头一根绳,就能告诉你距离多少,高度多少,生产线怎么布局。”有了师傅的指导,林彬负责落实并设计交联线,画好图再安排制造。最终,项目仅用1年时间便完成了生产线的设计和建设工作,实现了当年立项、当年设计、当年施工、当年投产和当年见效。
那段日子,林彬几乎“驻扎”在工厂,生产、施工一线都留下了他的身影。“跟著这条生产线摸爬滚打,一线工人以为我也是施工人员,后来才知道我是这条生产线的设计者。”他笑着说。
操千曲而后晓声,观千剑而后识器。1988年,“全新交联电缆生产线”项目获得了天津市科技进步奖,负责科室也被评为天津市先进模范。这条生产线的建成给了林彬攻坚克难的信心,也奠定了他一生奉献科研的理想追求。
同年8月,天津大学正承担的七五重点攻关课题“陶瓷绝热发动机”的研究遇到了瓶颈。因为在天津市电缆总厂的优秀表现,林彬引起该项目负责人的关注。巧合的是,大学同学也通知他,母校有个项目需要机械工程专业的年轻人,希望他能加入。
“我最终决定回到学校,觉得这样才更能激发我的潜力。”就这样,年仅25岁的林彬加入了陶瓷与硬脆材料加工领域的开拓者和奠基人傅佑同的团队。
20世纪70年代,鉴于美国出现的能源危机和陶瓷材料增韧机理的发现,国外开始了陶瓷绝热发动机的研究。中国也于1986年集中全国的优势力量,开始研制陶瓷发动机。天津大学机械系傅佑同课题组是唯一一个专项负责陶瓷加工技术研究的参加单位。
林彬迎来了新的挑战。“傅老先生告诉我,三个月内,这些最关键的气门、针阀、气门导管必须要全都做出来,当时的我连陶瓷是什么都不知道。”在当时来看,这几乎是不可能完成的任务。
然而,有过在工厂一线摸爬滚打的经历,林彬知道实践的重要性,做任何事情,只有通过实践,才能发现其中的规律,这让他重燃攻克困难的信心。
很快,林彬带着工人们一个部件一个部件着手去干。自己动手调试机床,程序自己编,机床坏了自己修,自己动手设计、制造工装夹具,到三个月的时候,就完成了全部课题进度任务,并完成中国首台陶瓷绝热发动机零部件加工技术研发,再次一鸣惊人。其中最关键、最复杂的陶瓷气门、陶瓷针阀等部件都由林彬自己亲手操作机床加工完成。
由于在陶瓷材料加工技术方面的突出贡献,1994年,林彬获得了第三届天津青年科技奖。自此,他与先进陶瓷及加工技术结下了不解之缘。
砥砺深耕 硕果累累
如今林彬在新材料科研一线已奋战了30余年。他不懈怠每一分钟,无惧枯燥与漫长,投入到自己热爱的事业当中,倾尽全力把一件事情做到极致。
多年的科研生涯中,林彬主持参加国家级重大科研项目20多个,获得重大原始创新发明与科学理论10余个。他坚信:“知识都是从实践中得来的,只要肯下工夫尝试就没有解决不了的难题。”
1988年12月,林彬在北京参加年终总结会。对于林彬操作机床加工完成的陶瓷气门,清华大学一位教授提出:“陶瓷气门应该做成镜面的,不然摩擦效果会不太好,你能不能把它做成镜面?”林彬当即应了下来。
然而时隔一年,由于一些特殊原因,在1989年的年终总结会前一天,陶瓷气门的镜面加工还没有完成,林彬仍在努力研究。此前没有任何先例,用普通砂轮磨陶瓷到底能不能成功?在这之前林彬已经损坏了一个珍贵的陶瓷气门,不容许有第二次失败。
这次,林彬找到工人师傅极力劝说,并把责任都揽下,才得到工人师傅同意。按照林彬的想法,一个光滑的镜面陶瓷气门竟然真的做了出来,林彬回想起来仍然很兴奋:“我当时都震惊了。”欣喜之余,林彬立即拿着它直奔年终总结的会场,当时的会场一片惊叹。
多年后,随着研究工作的深入,他对这一现象进行了总结,提出了非稳态磨削技术理论。目前,国际上的磨削技术都是稳态或准稳态的,非稳态磨削理论的提出对传统的磨削理论是一次创新,拓展了传统磨削技术的边界。
20世纪90年代初,林彬开始着手陶瓷轴承和陶瓷轴承球的高效精密加工技术研究工作。
当时在国内,陶瓷滚动轴承如何加工是个很大的难题。为了解决这一问题,林彬深入到洛阳轴承所、轴承市场,到生产一线开展调查研究。
一天,林彬来到天津南马路五金市场,找到一个专门卖轴承的老师傅向其请教。70多岁的老师傅之前是天津钢珠厂的工人,得知原委诧异地说道:“现在大多数人都忙着赚钱,很少有像你这样能静下心来搞研究的。”老师傅被林彬的诚心所感动,将经验毫无保留地传授给了他。
“老师傅告诉我,当年在研究的时候为了提高效率和精度,就把研钢球的盘装歪一点,精度也上去了,效率也上去了。”林彬说。由此,林彬的一个代表性成果—陶瓷球“偏心园沟槽研磨技术”诞生了。
有志者事竟成。通过30多年的不懈努力,林彬在结构陶瓷材料为代表的新材料加工与应用技术方面,做出了许多开创性的研究工作。
2013年,林彬发明了面向大型非球面光学镜面精密加工的“中心出水面接触流体动压抛光”新技术。这项技术极大地提高了生产效率,可以实现大型非球面光学透镜表面0.6nm加工精度。此外,他还承担多项国家重大工程项目新材料关键加工技术攻关研究,为中国航空航天航海装备发展做出了重要贡献。
授业解惑 甘为人梯
多年的科研工作经历,带给林彬更多的思考,在埋头搞科研之余,他还十分关注下一代的培养。作为一名大学老师、博士生导师,林彬至今已培养硕士研究生100余人、博士研究生20余人。
师者,所以传道授业解惑。日常教学中,林彬自有一套方法。他经常教导学生对自己的科研人生要有规划,需要有一种“围棋思维”,就是可以做一些看似“散碎”的研究布局,经过十年二十年的积累,它们很可能会自然地联成一体、形成合力,突破性的原始创新成果就会水到渠成。
林彬常说:“在规划结构方面,我们要用围棋思维,要下一盘大棋,不要急于看结果,十几年下来我所做的这些原本看似不相干的工作已经形成一体了,这是拿人生下的一盘棋。”
在对学生的培养过程中,林彬从不给学生定题目、画框框,鼓励学生们要敢想,要敢于突破常规,大胆设想,小心求证,持之以恒。“比如说动压理论,我知道有動压理论,但怎么样用到抛光技术上,那也都是设想,只有不断证明,持之以恒地做下去,才成了一个大的学说。”
在林彬看来,只要符合基本科学原理就要敢于去做。科学道理立得住,要敢于去设想。求证过程是一个漫长的过程,其中会遭遇很多磕磕绊绊,但是要不怕打压,抗打击能力是检验一个人能否走到最后的关键。
寒来暑往,科研实验室里,留下了太多林彬与学生们共同奋斗的时光,在这里,科研的种子生根发芽,真理的光芒熠熠生辉。
授人以鱼不如授人以渔。作为高校教师,林彬也关注着硕士生的教育和就业问题。他坚持创新一定要脚踏实地,关注产业需求,深化产学研合作。在天津市教卫工委纪念“五一口号发布七十年”大会上,林彬提出了校企联合培养非全日制工程硕士生的建议。
他建议企业公布自己的技术需求,由高校“竞标”,双方签订合作协议后,学生在企业和高校导师的指导下帮助企业攻克这一难题。这样既能帮助部分学生实现就业,获得成长,也能帮助企业缓解人才短缺的问题,并降低技术创新风险。“双方在师资、技术、办学条件等方面合作,建立校企联合培养人才的新机制,这不仅促进创新型、应用型、复合型和技能型人才的培养,还有助于解决高校培养目标与企业人才需求错位的问题。”林彬说。
多年的教学科研实践,让林彬在开展多种新材料高效、精密加工技术研究过程中,逐渐总结出机械制造专业要为新材料产业服务的认知。
如今,林彬所在的天津大学机械工程学院先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室,已成为中国新材料加工技术研究和人才培养的重要基地,在2018年的评估中获得优秀,引领了当代机械制造专业的发展方向。
“未来,实验室将继续紧跟材料领域的发展趋势,结合自身的科研优势重点开展新型、前沿材料领域的研究,为国家整体科技水平的不断提升再立新功。”林彬说。