文/本刊記者 寧翠娟

纖維臍帶纜助力綜合科考船“科學(xué)”號(hào)成功完成2016年熱帶西太平洋綜合考察，破解深海觀測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)氖澜珉y題；特種繩纜在“蛟龍?zhí)枴蓖瓿?000 米級(jí)和7000 米級(jí)深潛試驗(yàn)，以及在各類正式作業(yè)任務(wù)中使用；“高性能深?？碧綄Ｓ美K纜”在我國(guó)“大洋一號(hào)”科考船上進(jìn)行23 個(gè)月使用，替代了國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品；高性能海工繩纜已成功應(yīng)用于某型航母系泊試驗(yàn)、錨泊，以及航母上其它配套繩纜，打破了國(guó)外壟斷……

這些滿足深海數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，深海定標(biāo)、潛標(biāo)，深?？碧剑姽窝b，航母系泊，海洋牧場(chǎng)等國(guó)家重大戰(zhàn)略以及重要民生需求的“幕后英雄”，正是由東華大學(xué)、徐州恒輝編織機(jī)械有限公司、魯普耐特集團(tuán)有限公司、青島海麗雅集團(tuán)有限公司等單位共同完成的“高性能特種編織物編織技術(shù)與裝備及其產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目。

該項(xiàng)目研發(fā)出國(guó)際首創(chuàng)的高性能特種編織物編織技術(shù)與系列裝備，一舉斬獲2018年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)?！爱?dāng)站在領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)上時(shí)，我的內(nèi)心非常激動(dòng)。我們這一代人很幸福，參與并見(jiàn)證了中國(guó)改革開(kāi)放40年的偉大變革。在民族復(fù)興的偉大歷史機(jī)遇下，只要肯努力奮斗，每個(gè)人都能出彩。”項(xiàng)目第一完成人、東華大學(xué)教授孫以澤說(shuō)道。

項(xiàng)目主要完成人在頒獎(jiǎng)現(xiàn)場(chǎng)合影。

突破精確成型技術(shù)瓶頸

“項(xiàng)目始于2008年，隨著我國(guó)綜合國(guó)力迅速上升，對(duì)海洋權(quán)益、空天權(quán)益維護(hù)的需求不斷增長(zhǎng)，衍生出對(duì)深海、深空、深地的高端技術(shù)與裝備的大量需求。其中，高性能纖維經(jīng)特種編織技術(shù)與裝備編織成型的繩纜、帶、網(wǎng)和管類編織物，由于結(jié)構(gòu)、功能獨(dú)特，具有高比強(qiáng)度、高可靠性、耐高壓、耐磨損、大尺寸、延伸率精準(zhǔn)可控等特點(diǎn)，更是深受青睞。面對(duì)國(guó)家重大戰(zhàn)略以及重要民生領(lǐng)域需求導(dǎo)向，研發(fā)高性能特種編織物編織技術(shù)與裝備迫在眉睫。那么，首先我們就要解決精確成型的難題，因?yàn)橹挥芯_成型才能實(shí)現(xiàn)高性能化?！睂O以澤告訴記者。然而特種編織物精確成型技術(shù)與裝備不是長(zhǎng)期被歐美俄壟斷，就是國(guó)內(nèi)外空白，嚴(yán)重制約了我國(guó)高性能編織物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

孫以澤及其團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于對(duì)三維織物成型技術(shù)的研究，面對(duì)精確成型理論空白、工藝參數(shù)調(diào)控困難等技術(shù)瓶頸，他們制定了總體的研究思路：首先研究高性能特種編織物編織技術(shù)，包括精確成型理論、編織工藝與方法、關(guān)鍵核心部件；其次開(kāi)發(fā)高性能特種編織物系列裝備，包括大型重載繩纜自動(dòng)編織裝備、無(wú)接頭扣環(huán)繩纜自動(dòng)編織裝備、多層繩纜自動(dòng)編織裝備、三維復(fù)合管自動(dòng)編織裝備、伸縮管及管類衍生織物自動(dòng)編織裝備；最后利用這些裝備生產(chǎn)出高性能特種編織產(chǎn)品，如大型重載繩纜、無(wú)接頭扣環(huán)繩纜、碳纖維伸縮管、海洋偽裝織物、地震監(jiān)測(cè)織物等。

三維復(fù)合管生產(chǎn)線。

無(wú)接頭扣環(huán)繩纜編織機(jī)。

就創(chuàng)新點(diǎn)來(lái)說(shuō)，項(xiàng)目建立了編織物性能與材料、結(jié)構(gòu)參數(shù)、成型工藝參數(shù)的數(shù)學(xué)模型，提出了捻度和張力高精度動(dòng)態(tài)調(diào)控方法，為高性能編織物產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與精確成型奠定了理論基礎(chǔ)；提出了無(wú)接頭扣環(huán)繩纜自動(dòng)編織方法，突破了常規(guī)插編、捆扎扣環(huán)繩纜接頭強(qiáng)度低、可靠性差、不能自動(dòng)編織的難題；提出了多層繩纜復(fù)合編織方法，突破了多種材料混編的延伸率、張力、捻度調(diào)控難題，解決了超長(zhǎng)、大尺寸、功能獨(dú)特的繩纜類精確成型問(wèn)題；提出了特種管類編織物自動(dòng)編織方法，實(shí)現(xiàn)了伸縮管、三維復(fù)合管和管類衍生物的自動(dòng)編織；發(fā)明了高精度傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、張力自適應(yīng)雙補(bǔ)償錠子等編織機(jī)系列核心機(jī)構(gòu)與部件。在2017年由中國(guó)紡織機(jī)械協(xié)會(huì)主持召開(kāi)的項(xiàng)目成果鑒定會(huì)上，專家一致認(rèn)為：項(xiàng)目研究成果填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外特種編織裝備空白，達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。項(xiàng)目技術(shù)與國(guó)內(nèi)外同類先進(jìn)技術(shù)比較見(jiàn)表1。

談及在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中體會(huì)最深的事情，孫以澤說(shuō)道：“高性能纖維在復(fù)雜成型過(guò)程中的摩擦磨損，捻度、張力的高精度調(diào)控等問(wèn)題是最讓我們頭疼的。如碳纖維的摩擦磨損問(wèn)題，數(shù)百上千錠紗編織出非正交三維織物，需精確調(diào)控的工藝參數(shù)就有數(shù)百個(gè)，軟量很多，需大量實(shí)驗(yàn)和理論確定，耦合機(jī)理十分復(fù)雜，路徑規(guī)劃中有數(shù)千種可能的干涉。如何設(shè)計(jì)出最優(yōu)載紗器，精確控制載紗器運(yùn)動(dòng)軌跡，精確控制編織成型過(guò)程中的張力和捻度，是克服摩擦磨損問(wèn)題的關(guān)鍵。這些問(wèn)題困擾了團(tuán)隊(duì)成員一年多，每一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的突破都凝結(jié)了團(tuán)隊(duì)成員很多個(gè)難眠之夜以及機(jī)器人般的工作方式?！?/p>

也正因?yàn)槿绱耍趪?guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)答辯現(xiàn)場(chǎng)，孫以澤表現(xiàn)得信心滿滿。他告訴記者：“團(tuán)隊(duì)成員幾十年如一日在一線拼搏，心無(wú)旁騖，一心都系在項(xiàng)目的每一項(xiàng)進(jìn)展上，答辯對(duì)于我們來(lái)說(shuō)，就是對(duì)項(xiàng)目成果的一次匯報(bào)，并且我們對(duì)項(xiàng)目成果非常自信。”

忠誠(chéng)與堅(jiān)守鑄就成功

據(jù)了解，在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，東華大學(xué)主要負(fù)責(zé)技術(shù)開(kāi)發(fā)，恒輝主要負(fù)責(zé)產(chǎn)業(yè)化，魯普耐特和海麗雅主要負(fù)責(zé)特種裝備技術(shù)編織物產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)，并進(jìn)行應(yīng)用驗(yàn)證。“與恒輝的合作始于2010年，那時(shí)候我們開(kāi)發(fā)的碳纖維結(jié)構(gòu)件預(yù)成型體自動(dòng)化編織裝備的加工、裝配、調(diào)試等，需要大型專用、高精度分度的加工與測(cè)量設(shè)備，所以就找到了恒輝。這次與恒輝的合作，讓我認(rèn)識(shí)到，對(duì)合作伙伴的忠誠(chéng)和堅(jiān)守是合作成功的基礎(chǔ)。也讓我感受到，企業(yè)做得好、做得強(qiáng)，企業(yè)家的人品一定不錯(cuò)?！?孫以澤說(shuō)道。

恒輝是一家以自行生產(chǎn)、研發(fā)、銷售及售后為一體的編織機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)，提供全方位的編織技術(shù)服務(wù)。企業(yè)十分注重科技創(chuàng)新，用科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)企業(yè)做大做強(qiáng)。恒輝董事長(zhǎng)兼總經(jīng)理韓百峰告訴記者：“恒輝與東華大學(xué)建立的穩(wěn)定的‘產(chǎn)學(xué)研’戰(zhàn)略合作模式，為企業(yè)新產(chǎn)品研發(fā)、新技術(shù)突破提供了強(qiáng)大的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐，是恒輝可持續(xù)發(fā)展的強(qiáng)勁動(dòng)力?！?/p>

表1 項(xiàng)目技術(shù)與國(guó)內(nèi)外同類先進(jìn)技術(shù)比較

“在強(qiáng)大的科技創(chuàng)新技術(shù)的支撐下，我們2017年實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新成果增量收入1.71 億元，產(chǎn)品出口60 余個(gè)國(guó)家和地區(qū)，出口創(chuàng)匯600 余萬(wàn)美元。今后，我們還會(huì)一如既往地走科技創(chuàng)新引領(lǐng)高質(zhì)量發(fā)展之路，不斷加大科技創(chuàng)新研發(fā)資金的投入，爭(zhēng)取用最短的時(shí)間趕上和超過(guò)世界發(fā)達(dá)國(guó)家的行業(yè)水平，以科技強(qiáng)國(guó)為己任，帶動(dòng)行業(yè)發(fā)展，為國(guó)家作出更大貢獻(xiàn)?！?韓百峰更是明確了科技創(chuàng)新于恒輝的重要性。

目前，項(xiàng)目成果已大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，特種編織裝備占國(guó)內(nèi)25%以上市場(chǎng)份額，出口歐美等60 多個(gè)國(guó)家；高性能特種編織物出口歐美等80 多個(gè)國(guó)家。2015-2017年新增直接銷售額13.57 億元、利潤(rùn)1.78 億元；間接銷售額11.11億元、利潤(rùn)2.07 億元。由于項(xiàng)目裝備與項(xiàng)目產(chǎn)品的獨(dú)特性、壟斷性和高性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，在國(guó)內(nèi)外均具競(jìng)爭(zhēng)力，市場(chǎng)前景廣闊。

未來(lái)，高性能特種編織物的需求將日益增長(zhǎng)，同時(shí)新的需求、新的產(chǎn)業(yè)都將不斷產(chǎn)生，每個(gè)細(xì)分的子行業(yè)也會(huì)有更廣闊的發(fā)展空間，不斷創(chuàng)生出新的應(yīng)用領(lǐng)域，形成新的產(chǎn)業(yè)，從而促進(jìn)中國(guó)的產(chǎn)業(yè)用紡織品行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。而高性能纖維材料領(lǐng)域的創(chuàng)新日新月異，也將不斷推出新材料。項(xiàng)目技術(shù)、裝備與產(chǎn)品也應(yīng)不斷適應(yīng)新材料的需求。因此，孫以澤說(shuō)道：“接下來(lái)需要針對(duì)高性能特種編織物的特殊需求在編織成型工藝、實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)、控制算法、捻度與張力控制等方面開(kāi)展持續(xù)深入系統(tǒng)的研究；同時(shí)希望國(guó)家把高性能特種編織物技術(shù)與裝備納入‘十四五’規(guī)劃，增加企業(yè)家、科研人員的關(guān)注力，以引領(lǐng)新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?！?/p>