追求创新 学无止境
——记2010年度十大新闻人物材料塑性成形工艺与模具技术团队

    “材料塑性成形工艺与模具技术”教育部“长江学者”创新团队发展计划创新团队是历经十多年的发展而自然形成的。团队带头人赵国群教授1997年从美国回国后，以材料塑性成形工艺与模具技术这一研究方向为载体，结合“211工程”项目建设，以学科建设、人才培养、基础研究、科技开发、工程支持、技术转移和国际合作为主要任务，通过十多年的发展和建设，在系列科研项目牵引和国家科技发展战略的引领下，围绕“材料塑性成形工艺与模具技术”这个稳定的研究方向，自然形成了当前的创新团队，2005年成为山东大学“985工程”二期重点建设的创新学术团队之一，2010年获得教育部长江学者和创新团队发展计划创新团队，是山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室骨干团队之一。
    目前该团队共有12名成员，其中博导4人，教授5人，副教授5人，讲师2人，具有博士学位者11人，分别获得上海交大、哈工大、罗马尼亚布加勒斯特工业大学、法国国家应用科学院、山东大学等单位的博士学位；具有国外博士学位者2人，国外1年以上留学经历者6人。队伍成员中拥有教育部“长江学者”特聘教授1人、国家杰出青年基金获得者1人、教育部（跨）新世纪人才计划3人、教育部优秀青年教师基金获得者2人、教育部霍英东基金获得者1人、新世纪百千万人才工程国家级人选1人、国务院特殊津贴专家1人、山东省突出贡献专家1人、国家教委和国家人事部联合表彰的在祖国四化建设中做出突出贡献的回国留学人员1人等。
    

突出特色 研以致用

    本创新团队针对国家战略、经济需求以及大型企业的重大难题，积极承担国家、地方和企业有关科研项目，立足自主创新，开展应用基础研究，开发新工艺新装备，研发相关产品，进行工程支持和产业化，培养高层次人才。强调创新和产学研结合，致力于“研有创新，研以致用”，以取得创新性研究成果和实现产业化为目标，并面向国家可持续性发展要求和重大工程需要，不断拓展和凝练研究方向。目前已形成了稳定的“材料塑性成形工艺与模具技术”学科研究方向，主要包括材料塑性成形理论、数值模拟方法、塑性加工新工艺/新装备、模具智能化设计、产品与模具快速成形与制造技术等主要研究内容，在材料塑性成形理论、数值模拟方法和模具技术等方面已形成了自身优势和特色，在国内外已产生了广泛的影响。
    赵国群教授在团队建设初期就提出了“既要做教授，又要做工程师”、“少说，多做，甘于默默无闻”的理念，作为专业教师一方面做好教书育人和科学研究工作，另一方面将理论与生产实际紧密结合，实现技术转移和工程支持，推动行业技术进步和经济发展。团队成员之间形成了“多沟通、多交流，宽松民主，包容宽容”，“心情好一点，热情高一点，工作多一点”的工作氛围。结合专业特点，引领团队在立足基础研究和应用基础研究的同时，密切与企业和实际工程的结合，进行了富有成效的技术转移、技术支持、技术开发等工作，踏踏实实为社会解决生产中所遇到的工程技术问题。团队成员针对产学研合作项目任务重、时间紧、要求成功率高的特点，急企业所急，想企业所想，密切结合实际生产现场和企业迫切需求，先后与国内许多企业进行了科技合作，涉及的企业分布在五个省市以及山东省的十几个地市，成功为企业解决了一批技术难题，在省内外赢得了广泛的赞誉。
    

追求创新 成绩斐然

    近年来，团队在学科建设、教学科研、成果转化和人才培养等方面取得了长足进步，主持国家级项目10余项、教育部各类人才基金/计划项目7项、省部级各类基金计划课题30多项、企业委托课题30多项。发表SCI/EI论文200多篇，出版著作、大典、手册、教材10余部，授权专利16项，获得国家科技进步奖1项，省部级科技成果一等奖6项、二等奖3项、三等奖3项。
    团队在快速热循环注塑成形技术开发及产业化，高速列车用车体铝型材挤压技术基础与关键制造技术研究，材料塑性成形过程数值模拟方法与关键技术研究以及快速成型/快速模具制造技术与产品快速开发等方面取得了不斐的成绩。
    团队提出了一种将模具快速加热到聚合物玻璃化温度以上和快速冷却至出件温度的动态模具温度控制方法，研发了快速热循环高光注塑成型技术及其工艺、模具与装备，解决了因熔体温度与模具温度差异较大而造成的一系列注塑缺陷，取消了打磨、喷涂工艺，塑件表面达到镜面效果，可直接用于最终装配，塑件生产流程由实施前4道工序减为实施后1道工序，实现了注塑过程和塑件产品的绿色化，满足欧盟RoHs环保指令的要求，节能环保。这一研究注册软件1种，申请国家专利12项，其中已授权专利8项，备案企业标准1项，发表SCI/EI论文30余篇。获得2009年度山东省科技进步一等奖和2010年度国家科技进步二等奖。本成果已经获得产业化应用。研制生产的高光模具出口到韩国、日本、土耳其、马来西亚等国家的企业公司，取得了显著的经济、社会和环境效益。
    近年来，团队与龙口市丛林铝材有限公司、南车青岛四方机车车辆股份有限公司、山东南山铝业股份有限公司、爱励铝业（天津）有限公司等企业合作，共同承担了国家科技支撑计划等项目，针对我国350km/h高速列车对车体铝合金型材的迫切需要，合作开展了350km/h高速列车车体铝合金型材挤压技术及其系列型材产品开发的工作，研究了高速轨道车辆车体铝型材挤压关键制造技术，对复杂断面铝合金型材挤压工艺、模具设计与制造技术、后续处理技术等所涉及的基础科学技术问题进行了创新性研究，开发了大截面空心高速列车车体型材，已在350km/h高速列车车体制造中获得应用。该研究在国内外重要学术期刊上发表SCI/EI收录论文30余篇。与龙口市丛林铝材有限公司合作开发的宽体空心壁板车体型材制造技术及其系列产品已在200-300km/h高速列车、广州地铁、上海轻轨、南京地铁等多个轨道交通项目上获得应用。研究成果“轨道车辆用宽体壁板型材”获得2007年山东省科技进步一等奖，研究成果“300km/h高强度超薄大型铝合金车体型材研制与生产”获得2008年山东省科技进步一等奖。
    多年来，团队对塑性成形理论及其数值模拟方法进行了系统研究，提出了有限元正向模拟与灵敏度分析和优化相结合的方法，建立了以理想终锻件和实际终锻件形状差别为优化设计目标函数的预成形灵敏度设计方法，建立了金属塑性成形过程灵敏度分析理论方程以及相互之间的数学关系，建立了非等温过程优化的温度灵敏度理论方程及其优化设计方法。提出和建立了刚（粘）塑性无网格伽辽金方法，开展了复杂工程问题实体模型四边形、四面体和六面体协调网格几何自适应离散算法研究，开展了热处理过程有限元模拟关键技术及工艺参数优化的研究、聚合物成形与钢塑共挤成形机理与数学建模方法的研究、高强钢板热冲压成形机理与技术的研究等。该研究发表SCI/EI论文140余篇，被20多个国家的同行学者广泛引用，获得授权专利多项，注册软件多套。该研究成果已在成形制造、土建、水利等行业获得较广泛应用，并为众多企业解决了系列塑性成形工艺模具设计和新产品开发，为企业带来了显著的经济效益，所开发的网格自动划分软件得到国外众多单位应用和高度关注。获教育部提名国家科技进步一等奖和山东省自然科学二等奖。
    团队开展了数字化设计技术、快速成型制造技术、快速模具制造技术和产品快速开发技术的研究，构建了以快速成形与快速模具制造技术为核心的产品/模具快速设计与制造技术，形成了三维CAD、反求工程、结构优化、工艺仿真、虚拟制造、快速成形、快速模具制造和快速真空注型制造技术于一体的是数字化设计与制造技术。面向机械、家电、汽车、摩托车、电子通讯等行业的新产品及零部件的快速设计与制造，进行了多方面的工程支持和技术服务，为多家企业完成了近百种新产品的快速设计开发和制造。获得教育部提名国家科技进步一等奖等。