然而，碳纖維復合材料是典型難加工材料，加工時極易產生不可控的損傷，導致性能難以保證且會危及安全。

 

　　由大連理工大學賈振元領銜完成的“高性能碳纖維復合材料構件高質高效加工技術與裝備”，從源頭上一舉攻克高性能復材構件低損傷數字化加工“卡脖子”難題，榮獲2017年度國家技術發明獎一等獎。

 

　　“當時的難點在于弄清楚問題是怎么產生的，因為影響碳纖維復材去除過程的因素復雜，加工損傷的產生隨機且不可控。” 項目第三完成人、大連理工大學教授王福吉說，沿用傳統金屬等均質材料切削理論，加工碳纖維復合材料時損傷嚴重、質量差，難以滿足復材構件的高性能要求。

 

　　作為團隊領軍人，賈振元拍板定調，“必須突破傳統金屬等均質材料切削理論體系的束縛，建立一個適應碳纖維復合材料加工的新理論體系。”

 

　　要建立理論體系，談何容易？成百上千次實驗后，團隊揭開了碳纖維復材去除機理和加工損傷形成機制，當力小且集中時，纖維易剪斷且損傷小。通俗來說，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裂；而當刀具圓弧半徑小于纖維半徑時，纖維更容易被剪斷而不是折斷……

 

　　“搞科研一定要服務于國家重大需求，高校要解決企業、行業‘卡脖子’的問題, 形成基礎研究、應用基礎研究、技術開發、產品研制一條鏈的創新體系。”賈振元說，十幾年來，團隊在摸清機理后，建立了適應碳纖維復合材料加工的新理論體系，通過開發工具和設計工藝的調整，實現了碳纖維復材的低損傷加工。

 

　　當賈振元團隊在基礎理論研究領域斬獲成果后，再回頭進行應用實踐研究，就顯得游刃有余了。之后，相繼發明三類9個系列的制孔、銑削等刀具，不僅壽命高于進口刀具2—7倍，價格僅為其1/6—1/4；研發出13臺套數控加工工藝裝備，填補國內空白，成為我國航空航天多個重點型號復合材料關鍵構件加工的唯一裝備。

 

　　自2010年起，該項目新研制的技術裝備和刀具開始應用，使復合材料加工損傷由原來的厘米、毫米量級減至0.1毫米內，實現了從無法加工或手工加工到低損傷數字化加工的跨越，加工技術進入國際領先水平。

 

　　如今，在航天一院、三院、中航工業和商飛等企業中，都有他們的成果應用。某新型航天裝備艙段、某系列直升機旋翼、大型客機復材機翼試驗件……這些關鍵構件的加工難題，都被賈振元團隊一一攻破，為國家重點型號研制、定型及批量生產作出重要貢獻，提升了高端裝備的性能和核心競爭力。