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  在航空、航天、交通等高端裝備制造領(lǐng)域，有“一克重就是一克金”的說(shuō)法，材料越輕結(jié)構(gòu)工作效能越高。目前國(guó)際通用的碳纖維復(fù)合材料可以顯著提高裝備性能，但加工過(guò)程極易產(chǎn)生損傷，制約其廣泛應(yīng)用。

  2017年度國(guó)家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)授予大連理工大學(xué)賈振元團(tuán)隊(duì)，表彰其發(fā)明的“高性能碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件高質(zhì)高效加工技術(shù)與裝備”解決了碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件高質(zhì)高效加工難題，將我國(guó)碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件加工技術(shù)水平推進(jìn)到國(guó)際前沿。

  航空、航天、交通等領(lǐng)域高端裝備是國(guó)家制造水平和綜合實(shí)力的集中體現(xiàn)，碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料可以為高端裝備減重增效，具有非同尋常的戰(zhàn)略意義。然而這種材料是典型的難加工材料，加工過(guò)程中極易產(chǎn)生毛刺、撕裂、分層等加工損傷，難以滿(mǎn)足碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件的高性能要求，制約了這種高性能材料的推廣應(yīng)用，限制了裝備性能的提升。

  百上千次實(shí)驗(yàn)后，團(tuán)隊(duì)揭開(kāi)了碳纖維復(fù)材去除機(jī)理和加工損傷形成機(jī)制，當(dāng)力小且集中時(shí)，纖維易剪斷且損傷小。通俗來(lái)說(shuō)，10微米和30微米的切深相比，前者的小切深可減少纖維界面的開(kāi)裂；而當(dāng)?shù)毒邎A弧半徑小于纖維半徑時(shí)，纖維更容易被剪斷而不是折斷……

  十幾年來(lái)，團(tuán)隊(duì)在摸清機(jī)理后，提出了針對(duì)碳纖維復(fù)合材料加工的切削理論體系，實(shí)現(xiàn)了切削理論的源頭創(chuàng)新。提出了“微元去除”和“反向剪切”加工損傷抑制原理，研制出三類(lèi)9個(gè)系列制孔、銑削等系列加工工具。完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新工具，使碳纖維復(fù)合材料加工損傷由厘米量級(jí)減至0.1毫米以?xún)?nèi)，加工理論與技術(shù)進(jìn)入國(guó)際領(lǐng)先水平。刀具壽命為進(jìn)口產(chǎn)品的2-7倍，價(jià)格則降至1/6-1/4。 “微元去除” “反向剪切”等系列技術(shù)獲多項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利。

  經(jīng)過(guò)10多年攻關(guān)，團(tuán)隊(duì)研發(fā)出13臺(tái)套高性能碳纖維復(fù)合材料數(shù)控加工工藝裝備，成為我國(guó)航空航天多個(gè)重點(diǎn)型號(hào)關(guān)鍵復(fù)合材料構(gòu)件加工的唯一裝備，實(shí)現(xiàn)了從無(wú)法加工或手工加工到低損傷數(shù)字化加工的跨越。成果已在航天一院、航天三院、中航工業(yè)、中國(guó)商飛等企業(yè)應(yīng)用，突破了某新型航天裝備艙段、某飛行器筒段、某系列直升機(jī)旋翼、某重型飛機(jī)調(diào)節(jié)板、大型客機(jī)機(jī)身筒段試驗(yàn)件、高鐵車(chē)身試驗(yàn)件等關(guān)鍵復(fù)合材料構(gòu)件高質(zhì)高效加工難題，打破國(guó)外封鎖。