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一个专升本的学生干了博士生的活95后

来源:模具设计 时间:2022/9/3
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中青报·中青网记者王海涵王磊

高考发挥失常,在高职努力练技术投身创业,恰巧与3D打印结缘,为了“回炉再造”,考取专升本并潜心科研、攻克技术难关……25岁的钱阵的人生经历似乎要比同龄人更加丰富、曲折。

前不久,毕业于安徽信息工程学院的他迎来了人生的“高光时刻”——他领衔的“科创3D——开启工业级3D打印的中国造”项目获七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛高教主赛道金奖。这是近年来安徽省省属高校斩获的首个主赛道金奖,和他一起同台竞技的,大多是全国知名院校的硕、博团队。

“沉甸甸”的金奖背后,是安徽信息工程学院(下称“安信工”)创新创业教育改革成果的体现。该校是由人工智能头部企业科大讯飞举办、安徽省教育厅主管的非营利性应用型大学。作为安徽高等教育的改革试验田,年,该校大胆改革人才选拔与培养模式,探索开设工商管理专业新方向(创新创业方向)(下称“创业班”)。当年在创业班的专升本考试中,笔试和面试各占分,面试则主要考察学生的创新创业能力,被视为安徽前所未有的突破和创新。(本报年11月10日创业周刊曾报道)

钱阵就是首届创业班学生,当年带着创业想法和基础报考了该校,在校期间成功研发出新型SLA和FDM两种成型原理的3D打印机,将3D打印速度提升3倍,实现所有零部件%国产化。对此,科大讯飞董事长刘庆峰赞叹道,“一个专升本的学生干了博士生的活。”

目前,钱阵留在学校创客广场继续孵化,人体头盖骨模型、汽车外壳、精密的传动齿轮、模具、零配件、楼盘沙盘……五花八门的3D打印订单纷纷找上门,让他和创业小伙伴们应接不暇。

创业灵感来于车间机床的磨练

我国的3D打印产业已全面进入工业化发展。年,全国3D打印产业规模为亿元,其中,3D打印设备产业规模93亿元。但一直以来,中国工业级3D打印机存在打印成型速度慢、精度低、核心部件系统依赖进口等问题。

年,还在滁州职业技术学院读大一的钱阵就萌发了革新3D打印技术的念头。创业团队刚组建时,只有5名同学,对很多思路还摸不着头脑,只能从打造硬件开始尝试。

由于手头没资金,一些打印机零部件需要钱阵自己加工。大一下学期,钱阵一有空就去实训车间里转悠,观察其他老师上课,想学车床知识和技术。

实训老师见状问他:“同学,你是不是想学这个?”

“是的,我想学,我想创最优!”钱阵答道。

“丝”是机械行业对0.01毫米的俗称,“一丝车八刀,刀刀见铁屑”被称为车床工人最高境界,要把铁屑车到连仪器都难以测量的精细程度,一般人很难做到。

钱阵向这个目标发起挑战。别人在用好的车刀练习时,他待在一旁专门挑捡被撞坏的、报废的车刀,一捡就是一大捆,他一遍遍修复、打磨,觉得“这样更有挑战性”。

最终,学校一位资深老师评价:“钱阵磨出的的精度和有十年经验的老师傅磨出的相差无几,他车床工艺的精度已经超过一般工厂的工艺要求”。

大一,钱阵也包揽了学校车床、铣床、CAD设计、三维建模等所有技能大赛的冠军,所有专业课平均分保持在92分以上。

不满足于现状的他决定去精密仪器公司做兼职。刚到公司,他注意到,一款奥地利进口机床的出料口设计不够科学,于是和老师傅说了自己的想法。随后,他找了一些纸盒子垒在出料口,改变了出料方式。试用了一个月后,公司最终按照钱阵的想法重新改进了出料口的工艺。因此,他又被调去另一家工厂做钳工,一周时间,胜任了车间所有岗位。

“企业追求效率,所以我在编数控车床的程序时,追求‘一刀进,少抬刀甚至不抬刀,速度快,加工精度高’。”得益于在工厂时的观察和训练,他悟出了自己的独家秘诀——“能大刀,不小刀;能高速,不低速;能一刀进,不二刀出”。

后来,在带领创业团队设计3D打印机时,钱阵一直秉持高速度、高精度、高强度、国产化、无人化的思路。

正是他用机器高速打印出的精密传动齿轮,让一款日本老古董闹钟的指针重新动了起来。这一技术理念也帮助他将产品应用拓宽到工业、科研、机器人等领域,他甚至为宝马、奔驰、奥迪等汽车厂家打印过齿轮。

他算了一笔账:打印同等数量产品,需要台普通打印机,如果运用自己的技术,只需要34台。对于企业来说,能一次性减少近万固定资产投入,每台设备每年比进口设备节省必要消耗品成本15万。

打破思维惯性做“原创”整机研发

5年多来,他历经上万次的软硬件研发、测试。年,一直在观察行业动态的钱阵发现,大多数企业都是从国外进口打印设备核心配件,因此,国内对打印结构、路径原理等研究依赖于惯性思维。

他决定从打造“原创”的激光器入手,力求提升打印精度。研发过程中,钱阵必须学习前沿技术,他曾托国外的朋友帮助搜集核心部件学习资料,但一家外国企业却出价一百万。钱阵无奈,只能浏览网上能搜索到的有限的视频,“脑补”出新部件的工作原理和方式。

网上的相关书籍和视频要收费,只能在网上限时浏览。他就快速点击翻阅,拼命把内容记下来。因此,他的记忆力也大幅提升。

研究资料的缺失,反倒让他跳出了传统的定式思维,自主研发出“闭环高速不失真振镜”,让打印速度提升30%,从而突破了核心部件国外进口限制,解决了“卡脖子”问题。

“我打个形象且通俗的比方,在3D打印系统中,振镜是核心的中枢部件,如果将其比作人的心脏,那么激光光束就能比作血液。通过振镜控制、改变激光光束方向,最终形成图案,控制打印精度。”钱阵解释道。

不过,研发过程中,不断有质疑声传来——“你一个专升本的学生,搞什么科研?”面对质疑,钱阵并不在意。“我的信条就是走自己的路,将每一项技术、每一个理念学到极致。”

虽然有了原创的激光器和振镜,但很多相应的特种金属零配件在市场上却买不到,钱阵只能买来原材料自己动手加工。飞出来的铁星经常烫伤了他的手,铁屑也扎进肌肉里,但他醉心工作,丝毫没有察觉。一星期后,才注意到,手部伤口已经化脓。

研发过程充满了不确定性,有一次打印高强度特种材料时,钱阵发现,无论如何调试,机器一直不运行,忙活一整天都找不到原因,他就耐下性子,一遍遍调试摸索、仔细查看。他最终发现,是机器的一个不起眼的小参数和某项材料性能有偏差。打那以后,问题迎刃而解。

新型设备的颠覆性变革在于,以往3D打印机工作时,通过一来一回、往复运动让物体成型,但机器来回运动会造成一定误差和间隙。他另辟蹊径,巧妙设计了单趋向成型的打印运动轨迹,降低耗材和成本,再次提升打印速度。

有了以上技术基础,他一鼓作气,凭借长期积累的机械制造经验,设计模型、反复测试,最终自主研发出算法、主控板及控制系统,相当于给打印机更换了更聪明的“大脑”,这也打破了国外在3D打印算法系统上长期垄断的局面。至此,“原创”整机研发大功告成。

“钱阵造出新型3D打印整机的经历,体现了大学生创业者的逆向思维、工程积累、工匠精神和产品意识。”安徽信息工程学院院长吴敏评价道。

创新创业教育的意义是什么

“在创业班进一步学习和孵化,让我的创业不断档,越来越系统。”钱阵说,考上专升本以后,他与不同专业的师生交流,创业团队也扩充至二十余人,囊括机械设计与制造及其自动化、软件工程、计算机科学与技术、人工智能、工商管理、财务管理等专业的学生。

学校则依托创业孵化基地,予以环境营造、导师指导、政策扶持等支持,助力钱阵的项目成长。每当打印出一个新产品的时候,钱阵也会主动找机械学院的专家探讨精度问题。管理学院对他开办企业给予指导和

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