行动派·院士访谈|李长河:深耕微量润滑,让中国制造更“绿色”

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【编者按】大众新闻客户端重磅推出“行动派·院士访谈”大型融媒报道栏目,邀请院士紧扣三中全会精神,结合山东实践,深度解析各领域高质量发展,从而汇聚各方智慧力量,一起来做“行动派”。本期采访俄罗斯工程院外籍院士、青岛理工大学教授李长河。

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【院士档案】李长河,青岛理工大学教授,博士生导师,主要从事磨削与精密加工、智能制造等方面的研究工作,2021年当选为俄罗斯工程院外籍院士。

以国家标准提升引领传统产业优化升级,支持企业用数智技术、绿色技术改造提升传统产业。

──《中共中央关于进一步全面深化改革 推进中国式现代化的决定》

制造业是实体经济发展的根基,是大国经济的压舱石。俄罗斯工程院外籍院士、青岛理工大学教授李长河长期致力于制造业智能化数字化转型及减排降碳的研究。他和团队研发的微量润滑关键技术及装备打破了国外技术垄断,成功应用于航空航天、轨道交通、模具和汽车等领域,目前产品已经在国内500多家制造企业中得到应用。

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飞快的语速、缜密的逻辑、明确的表述……李长河院士身上有着工科教授特有的气质,提到自己的研究领域,李长河侃侃而谈。

“每年全球消耗超过400万吨的切削液,传统机加工切削液成本高昂,在制造源头不符合清洁化和减量化原则;切削液在高温高速高压加工环境下产生大量的油雾和PM2.5悬浮颗粒,不仅对环境造成破坏,还会对工人健康造成极大威胁。”

李长河介绍,在“双碳”大背景下,降低能源消耗、改善环境污染显得尤为迫切,而微量润滑技术可以用最少量的冷却润滑介质替代传统的浇注式切削液或切削油,就能实现冷却、润滑、清洗、排屑的作用,这是实现绿色制造的有效方式。

此前,先进的微量润滑技术被国外垄断,我国微量润滑技术换热能力不足的技术瓶颈一直未获突破,严重制约了冶金、交通、汽车、航空航天等行业关键零部件的精密加工制造。

李长河认为,攻克“卡脖子”技术,他责无旁贷。于是,从2006年开始,李长河带领团队开始了艰辛的科研过程。“在当时的情况下,不少企业有利润有红利,使用微量润滑技术的动力并不是特别强。”李长河说,后来随着国家政策的倒逼,企业绿色化转型升级迫在眉睫,微量润滑技术有了更加广阔的应用场景。

“在研发过程中,难题一个接一个,如何提出雾化新原理?究竟用什么装置实现新的技术?如何跟机床实时通讯?如何实现智能感知和协同?”李长河带领团队攻克了一个又一个难关。经过长达18年的技术攻关,李长河团队打破了原有的技术瓶颈,研发了具有自主知识产权的微量润滑关键技术及装备,提升了我国精密制造的自主创新能力,大幅提高了国际竞争力。

“纳米增强生物润滑剂”成功替代矿物性切削液后,只需要传统切削液5—10%用量(每小时小于50mL),据估算每年为我国节省切削液58.52万吨,其中,节省切削液购买成本175.56—351.12亿元,处理成本5.54—7.39亿元。

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在李长河看来,为了突破制造领域的“卡脖子”难题,科研院所和制造企业应加强产学研用联合攻关,发挥科研院所的科研优势,深挖科学本源,发挥制造企业的优势,将技术孵化落地。他建议,应以产学研合作为基础,联合政府与企业搭建科技产业园、产业研究院等技术孵化平台,发展新质生产力。

李长河介绍,为了将理论成果服务于技术发展,目前团队已经与多家企业进行产学研用合作。例如:与中车青岛四方机车车辆股份有限公司进行型腔铝合金车身减振降噪与智能洁净精密制造工艺的联合研发,技术成果成功应用于300—350公里/小时高速列车中;与青岛卡沃斯智能制造有限公司、海尔工业智能研究院进行产学研联合攻关,成功突破了空调等关键零部件的加工产线工艺全流程智能感知与协同管控关键技术;与青岛海科佳电子设备制造有限公司获批全国首个主食产业化领域产学研联合研究院,多项技术和产品填补国内空白,占有国内挂面自动化包装设备80%以上的市场。

除了大学教授,“发明家”是李长河身上最鲜明的标签。他先后获得美国、韩国、澳大利亚等发明专利授权69项,获得中国专利优秀奖6项、山东省技术发明奖一等奖,并获评山东优秀发明家。

“发明的源头来自于实际生产的技术难题,我曾在制造企业工作7年,为技术发明积累了扎实的基础。另外,技术也要不断更新迭代才能满足时代发展。”李长河说,他时常教导团队要学会从需求中发现并揭示科学问题,以科学研究为支撑发明技术方案,并针对工业实际推动产业化应用。

李长河还特意强调,在开展科学研究过程中,科研人员要遵循“为什么做、做什么、如何做、凭什么做、做的结果”这一逻辑关系主线,以此才能快速的深挖科学本源、找准技术瓶颈、突破关键技术、实现工程应用。

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李长河认为,科研工作者最重要的品质是“规划、勤奋、坚持、严谨、协作”。“我经常和学生说,每个人都要不断丰富和完善自己,使自己在学习和工作中赋能成长。要认识到互相成就方为团队,做科研不仅需要科学观也需要方法论,多向同行交流和学习,互相赋能才能少走弯路,使自己的成就最大化,不断打造一个更优秀的自己。”

近年来,随着新一轮科技革命在全球掀起创新热潮,企业内应用技术更新换代速度加快。李长河发现,机械专业存在人才培养各环节不能有效融合、培养模式不能满足社会对应用创新型人才需求等问题,且学生实践动手与创新能力尤其是解决复杂工程问题的能力不强的实际问题。为此,李长河提出并实施了教产赛研创五阶融合提升、多过程协同培养、系统化递进式的应用创新型人才培养新模式,在大学生应用创新能力培养方面取得了显著效果。

李长河认为,在助力山东绿色低碳高质量发展中,高校除了要做好科研外,还要做好人才培养工作。科学研究的另一个重要目的在于反哺教学、提高人才培养质量。对于高校教师来说,要做到对学术要求深刻严谨,对育人要求科学博爱。

“科研工作者要有深挖一锹的功夫。”李长河说,科研工作可能单调乏味,但科研工作者要有“坐冷板凳”的精神,终有柳暗花明的一天。张彦彬是李长河指导的首位博士研究生,2020年破格直聘教授。在他看来,李长河院士亦师亦友,无论是课题探究还是为人处世中,李长河都为身边的学生以及团队成员树立了榜样。

(大众新闻记者 刘玉凡 刘笑笑 张锡坤 张梁 设计 杨雅晴 策划 娄和军 王建)