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产学研紧密结合促进产业发展与人才培养

三方基本状况及优势

华中科技大学

主要合作方是材料学院，该院在汽车、军工、航空航天飞行器及工程、矿山机械关键零部件精锻成形工艺及其计算机辅助设计（CAD/CAPP）、锻模结构优化设计及其计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）、模锻工艺优化及数字化成形技术、锻件及锻模系列蓝光精密三维测量技术及装备、热锻模3D 打印制造与再制造技术及新型热锻模焊接材料等方面的研究，取得一系列重要理论及可实际应用的成果；有院士、长江学者、国家杰出青年基金获得者与资深教授领衔的中青年骨干教师及研究生组成的研发团队；拥有国际先进水平的材料性能与精密塑性成形工艺实验研究仪器和设备。

湖北三环锻造有限公司

湖北三环锻造有限公司是三环集团有限公司的子公司，是采用模锻工艺生产钢质模锻件和有色金属模锻件专业厂家，集模具设计制造、锻造、热处理、机械加工和装配于一体。目前是国内最大的大型中重型汽车转向节生产厂家，高新技术企业，工信部首批智能制造专项项目单位、“制造业与互联网融合发展 ”试点示范企业、国家工业强基工程承办单位；被省政府授予“第七届长江质量奖”；被省经信委评选为“湖北省首批支柱产业细分领域隐形冠军”示范企业；被省知识产权局认定为“湖北省知识产权示范企业”。公司第1048840 号商标被国家工商总局认定为“中国驰名商标”。

公司现拥有以德国进口的8000t、6300t 电动螺旋压力机为代表的17 条智能锻造线，以可控气氛网带式热处理炉为主体的15条热处理线，以德国、日本、韩国加工中心为主体的27 条机加线和19 条模具加工线。已具备年产锻件10 万吨，主导产品汽车转向节300 万件的生产能力，年产销规模12 亿元。

武汉新威奇科技有限公司

武汉新威奇科技有限公司长期从事新型锻压设备及其计算机控制系统的研发及推广应用工作。先后研制成8MN、16MN 和45MN 等CNC 快锻液压机组，实现了大型锻件的自动化生产；成功研发系列液压螺旋压力机和数控电动螺旋压力机以及以数控电动螺旋压力机为主机、机器人操作的自动化锻压生产线技术，在国内建立汽车、工程机械及军工关键零部件自动化精锻生产线70 余条，为我国精锻技术装备的发展作出了较大贡献，获国家科技进步二等奖3 项、国家发明三等奖1 项、省部级一、二、三等奖10 余项，是湖北省高新技术企业，连续多年被中国锻压协会评为优秀锻压装备供应商。

由三方基本情况及优势介绍不难看出，三方在技术方面属一个专业范围，所以，在建立产学研合作关系时有着很自然的共同需求。

在技术咨询中形成合作机制

自2011 年以来，三方就开始进行产学研合作，在开始3 ～4 年时间阶段，三方主要是技术咨询。三环锻造主要是在转向节锻件内部质量及关键技术指标有时达不到用户的需求，热锻模使用寿命低，如何开发精锻近/净成形工艺来提高锻件的材料利用率等关键问题向校方进行技术咨询，武汉新威奇也主要是热精锻工艺及模具方面的问题，此外，还有针对闭式模锻和挤压工艺如何从力与能即吨位与锻击能力两个方面来造螺旋压力机的规格问题，因为用户已由采购电动螺旋压力机转向交钥匙工程，即为用户建设可生产出所需精密锻件的生产线。三方在近4 年的技术咨询中形成了如下原则性的合作机制。

带臂转向节整体精锻。建立宏观上明确与微观上模糊，量化与协商来解决项目经费及奖励与酬金的分配机制。建立较为明确合理的知识产权机制，即合作成果共享，成果、发明专利排名等方面，尊重首创者的权益和贡献大小，同时又适度共享。每条原则性机制下面又有若干条定量化与定性化的细则，既全面又合理。

建立合作平台，形成长期而稳定的合作关系

自2015 年起至今，三环锻造同华中科大建立了“院士专家工作站”“智能塑性近/净成形技术创新研发中心”和“研究生创新实践基地”及“本科生专业实习基地”等。武汉新威奇公司在原来同材料学院合作的基础上，又进一步建立了精锻技术、模具技术及快速三维精密测量技术等方面的合作平台。

这三个平台主要围绕戴姆勒公司国外高端商用车所需结构极为复杂的盘式转向节，带有侧向弯曲臂的转向节及144 型高性能转向节的精锻成形技术、专用模具装置与高精高效精锻设备的理论基础与关键技术，采用经典塑性成形理论与现代智能塑性成形技术相结合的方法进行研发，为企业产业化应用打下坚实基础。学校材料学院则为三环锻造建立了技术骨干培训中心，该中心附属在校内“智能塑性近/净成形技术创新研发中心”内，其宗旨是结合转向节锻件的结构特点着重从经典塑性成形理论、现代数字化智能化成形技术、模具3D 打印制造与再制造技术及快速精密测量技术等方面来校培训，根据技术人员的基础及特点来安排，时间一般为一个月或长一些，结束前根据自己在生产中碰到的技术难题或锻件质量问题，采用所学知识撰写分析报告作为培训结束。

促进产业发展与人才培养

产业快速发展效益好

产业快速发展，既要有市场的需求，更要有技术的支撑。近五年来三环锻造通过校企合作，通过技术创新得到了跨越式发展，围绕国内外高速重载高端商用车转向节，这个被国外用户视为最关键的汽车保安件的精锻技术进行研发，取得了多项创新技术成果，其代表性成果有：

⑴盘式转向节立式小飞边精锻。

精密锻件如图1所示，同传统的（大飞边）模锻工艺比较，材料利用率由72%左右提高到88%以上，且锻件的内在质量更好。

⑶提倡照顾彼此关切，向前看，顾大局，尊重对方的劳动与贡献，提倡友好合作风格与人格等。

精密锻件如图2（a）所示，同传统的组合结构图2（b）比较，单件减重约5 千克，且承载能力更强，对汽车零部件轻量化起到了示范和促进作用。

⑶房车转向节整体锻模与压弯复合精密成形。

精密锻件如图3 所示。为国内外首创，节材节能及轻量化效果显著。

⑷144 型高性能转向节精锻。

精密锻件如图4 所示。采用损伤理论及其模拟技术，成功解决了传统预锻件设计方法存在的问题，使得所生产的终锻件达到了国外用户的技术要求。

⑸热精锻模具3D 打印制造与再制造。

如图5 所示，同传统制造与修复技术比较，提高制造效率3.1 倍，降低制造与修复率75%，提高锻模使用寿命4.47 倍。

近5 年来，武汉新威奇公司已得到了较快发展，其一，电动螺旋压力机系列产品向更大的吨位延伸，目前正在研制6300t。公司研制的首台2500t 和首台4000t 均被三环锻造采用，两台电动螺旋压力机安装使用以来，运行平稳，所生产的转向节锻件尺寸精确、质量好，己成为公司锻件生产的主导设备；其二，电动螺旋压力机及其自动化锻造生产线出口到印度、巴基斯坦、非洲与我国台湾地区，用户反映好；其三，成功地开发了160t ～1600t 直驱式电动螺旋压力机（图6），受到用户好评；其四，创新性地研发出160t ～1000t 伺服液压机（图7），满足了用户的个性化要求，需求旺盛。

三环锻造本科生产实习基地运作方式及效果

三环锻造自2016 年建立华中科大材料学院本科生生产实习基地以来，每年7 月，部分材料加工工程专业学生到基地实习一个月，公司高度重视，为学生制定周密的实习计划，采用理论与实践相结合的模式，每天上午由公司安排资深的工程技术人员为学生讲解汽车转向节的结构特点、功能与模锻工艺知识，下午在相关车间现场详细见习，由车间各工段长对流水线上各工序逐一讲解，并现场答疑。实习结束时采用闭卷考试的方式对实习效果进行检验。

实习期间，公司免费提供食宿和出行工具，让学生能够感受到像在家一样的温暖。实习期满后，有些学生对公司的企业文化和发展前景产生了浓厚的兴趣，毕业后愿意到公司工作，公司高度重视来公司工作的学生发展，不仅为其提供丰厚的安家费及月薪，同时为学生提供广阔的发展空间，让来公司工作的学生真正做到“学有所用”。目前来公司工作的华科学生已有25 人，其中有4 名已经进入高管团队。今年7 月底的实习，考虑到新冠疫情的影响，三环锻造主导、华中科技大学与武汉理工大学参加，联合开发“锻云平台”实现了视频实习，其效果不亚于现场实习的效果。

结束语

本文所述产学研紧密结合是在先进制造技术的相同专业技术领域内，将高校的专业理论基础、研究院所的研发创新能力和产业部门即公司的实践能力与对新技术和新产品的需求相结合，切实体现优势互补，可有效缩短新技术与新产品的开发周期，降低成本，增强市场竞争能力，创造了良好的技术经济效益。

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