【学在大工】“形云流水”，争做流体压力成形领域全球领航者！

​在中国国际大学生创新大赛（2024）全国总决赛（原中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛）上，大连理工大学机械工程学院“形云流水——流体压力成形全球领航者”项目（以下简称“形云流水”项目）从1410个项目中脱颖而出，获得高教主赛道本科生创意组金奖。该项目全球首创的新一代柔性压力成形技术——气液混合柔性低压成形技术，成功解决了传统柔性压力成形技术设备庞大、能耗高、效率低等问题，有望打破欧美企业在该领域的垄断地位，提升中国在高端制造领域的国际竞争力，助力我国成形制造产业的全面升级。

                                                       团队合影

从2020年2月发现问题、想法萌芽，再到2022年3月技术应用、样件试制；从2024年3月应用反馈、设备优化，最后到2024年10月获得金奖，“形云流水”项目经历了四年的成长。提及自己最大的收获，团队队长、机械工程学院2019级机械设计制造及其自动化（日语强化）专业学生田高宁表示：“经历了一个完整的从想法到（成果）落地的过程。”正如一颗种子需历经破土发芽、发荣滋长，最后方能开花结果。气液混合流体低压成形技术从想法到现实，亦历经重重磨炼。

想法灵光一现 理论破土发芽

团队成员最初接触流体压力成形技术，是在机械工程学院副院长何祝斌教授的讲座上。在参观了机械工程学院和创新创业学院的实验室，学习了3D建模和仿真等基础科研技能后，田高宁和同专业的王天宇、苏盛桐不约而同地对流体压力成形技术产生了兴趣。受益于大工的“三早”计划——鼓励本科生早进课题、早进实验室、早进研究团队——三人进入了何祝斌教授的课题组。

彼时刚刚大一的他们，在实验室学习一段时间后产生了疑问：“为什么所有的压力成形设备占地面积都很大呢？能否缩减设备体积呢？”带着这个疑问，气液混合流体低压成形技术的想法在他们脑海中灵光一现。“一根钢丝，很难把它拉断，但可以轻易折弯。原有的气体或液体压力成形技术就像是把钢丝拉断的过程，而我们现在选用了气液混合压制，就相当于把这根钢丝弯曲的过程，从这一个小小的原理入手，设备吨位就能被降下来了。”田高宁形象地比喻。

                                团队成员讨论气液混合流体压缩模型

有创意的灵感，往往需要跳出传统思维的框架。在刚开始接触压力成形的阶段，田高宁等人没有那么多先入为主的想法，反而能够跳出常规，想出一些不被现有观念束缚的新点子。比如，其他人可能只考虑使用单一介质进行传导，而他们则思考如何控制两种介质。这种打破既定模式的思考方式，让他们有勇气去尝试那些未知领域。

然而，“全球首创”不仅意味着创新，更代表着团队需要开辟出一条自己的路。在何祝斌教授的鼓励下，田高宁三人开始进行长达两年的理论推导。本科课程的学习，流体压力成形理论的学习，模拟、仿真的学习……学无止境。一篇篇相关论文，一遍遍模型推导，一次次仿真实验……持之以恒。正如一颗种子破土而出，需要在黑暗中不断潜伏，汲取养分；气液混合流体低压成形技术理论的完善，需要千百遍理论的推导，需要无数次“瓶颈期”的压力，需要实验失败后“茶不思饭不想也要做好”的专注，需要“一下课就泡在实验室”的坚持。用田高宁的话来说——“还是要有一股劲儿，还是要坐一段时间冷板凳，这不是风风光光立马就能出成果的事情。”

实践精进不休 应用发荣滋长

前期千万次的准备，换来了一次无比珍贵的机会。2022年的暑假，田高宁三人鼓起勇气，在何教授的指导下使用实验室200吨压力平台搭建首台设备，进行样件试制。当模具第一次摆脱褶皱、畸形，以平整完美的姿态出现在他们眼前，三人激动不已。成形结果显示，模具实测压力曲线与理论完全吻合，成形精度极高，甚至超越了在1000吨压力机上的成形效果。

这次实践的成功也让他们第一次对气液混合流体低压成形技术的应用有了信心，团队也根据需要逐渐发展壮大，吸纳了机械设计制造及其自动化（创新班）专业的王野舟、广播电视学专业的金采奇、机械设计制造及其自动化专业的胡智杰、机械设计制造及其自动化（日语强化）专业的刘子意、电子信息类专业的乔节禹、信息管理与信息系统专业的姜李文。

                                              扭力梁样件产品下线

理论指导实践，实践反馈理论。自2020年想法萌芽，团队成员攻克了一个又一个技术难点。如今，团队已经提出了气液混合流体成形全新技术：成形前充填一定比例的气液混合流体，而后使用模具压制，实现低压、高效、绿色成形；建立了成形过程模型与介质压力模型，二者相互耦合，实现了对成形过程的精确量化和对压力变化的精确预测；建立了反求工艺参数的迭代算法，可以精确计算出不同零件所需的最佳工艺参数，实现最佳的成形效果。“道阻且长，行则将至，行而不辍，未来可期。”从无到有的气液混合流体低压成形技术，是对这句话最生动的注脚。

当技术趋于成熟，将其投入应用是对科研成果的最好检测方式。在捷安特工厂的实际生产中，气液混合流体低压成形技术完成了现实应用的重要一步。在昆山的捷安特工厂里，田高宁等人花了三个月时间调试设备，期间也曾发生过诸多意想不到的挑战，几人“见招拆招”，不断完善设备。这次的经历亦让他们认识到，理论和模拟永远无法完全替代实践中的经验积累。

                                     团队成员前往捷安特进行设备更新

气液混合流体低压成形技术的突出优势，使其在大国重器高端制造中大放异彩。团队成员使用吨位仅为现有设备十分之一的压力机，试制成功了3米级火箭贮箱整体箱底，实现了大型战斗机进气道的一体化成形，减重50%。本科生的巧思与钻研，也在反哺科研，赋能大国重器。

随着诸多应用的成功落地，青年的志向不断升华。“德国的舒勒和瑞典的APT是我们格外关注的两家公司。他们一台设备动辄就1000万，而我们的全新技术仅需现有技术1/4的流体压力、1/3的设备吨位和1/5的能源消耗，即可实现甚至超越现有流体成形技术的效果，具有巨大竞争优势。我们的技术那么好，还能做得更便宜，我们为什么不能做呢？我们要卖东西，我们要卖中国人自己的东西！”田高宁目光坚定，掷地有声。此后，一系列商业化推广开始。如今，团队成立的形云流水（大连）精密金属成形公司已与包括宝钢、捷安特（昆山工厂）在内的多家公司洽谈合作。

羽翼初丰预展翅 开花结果捧金归

鹰击天风壮，鹏飞海浪春。2024年，在大工、老师的帮助下，团队带着承载成员诸多心血的项目“形云流水——流体压力成形全球领航者”进入中国国际大学生创新大赛决赛。在讲解环节，团队成员将形象化的比喻式讲述与严谨的实验数据展示结合，既吸引了评委的注意力，又展示了项目的专业性。最终，项目也经过重重选拔，荣获金奖。

谈及来路，由热爱生发的坚持与敢闯敢试的自信缺一不可。正是团队成员日复一日、年复一年的努力，项目才能一步步从理论变为现实。当然，团队搭档的相互配合亦是项目成功获奖的重要因素。从一开始的“创业三人组”，到如今的“形云流水九人团”，每一个人的加入，都产生了“1+12”的效果。当被问及团队的氛围，团队成员、2023级电子信息类专业的乔节禹笑着回答：“团队的氛围非常好，成员之间相互尊重和帮助。我非常感谢学长学姐们的耐心指导，这让我能够更快地融入团队并贡献自己的力量。”除却自身的努力，指导老师、实验室学长的帮助更显珍贵。循循善诱的何祝斌老师，为成员“恶补”理论的林艳丽老师，工训中心的冷林威老师、杜巍老师，“知无不言、言无不尽”的袁杭、胡馨予、徐怡学长……提及他们，团队成员充满感恩。除此之外，无论是刚入学时大工举办的一系列“专业入门”活动，还是项目开展后提供的实验耗材与设备，大工的一系列举措对“形云流水”项目也给予了大力支持。

                                            团队在国创赛省赛现场

拿到金奖后，“形云流水”团队并没有停下前行的脚步，正如田高宁所言：“金奖只是对我们成果的一个认可，让我们能够坚定信心继续走下去。”在时代的浪潮中，总有一群人，会勇敢地驶向未知的领域，探索科技的无限可能。“此去提衡霄汉上，鹏抟鲲运更论程。”“未来，‘形云流水’团队将坚定信心，阔步向前，继续深耕压力成形的研究，提升中国高端制造的全球竞争力，争做流体压力成形领域全球领航者！”这群意气风发的青年们表示。

内容来源：大连理工大学新闻网

排版编辑：任亭钰 袁冰焱 李信怡

审核校对：凌晓瑕 王德丞