十月二十五日，重慶大學A區(qū)電氣工程學院先進電磁制造實驗室，熊家露(右)在做電磁成形實驗。記者鄭宇 攝\視覺重慶
你知道鈦合金嗎?看似“高精尖”的它，其實離我們并不遙遠。比如，近期多款熱門智能手機產品均有鈦合金材料應用。前不久在上海舉行的中國國際大學生創(chuàng)新大賽(2024)總決賽中，重慶大學“磁鈦科技”團隊憑借在微秒級鈦合金電磁成形設備方面的領先研究，斬獲高教主賽道金獎。這個團隊是如何“玩轉”鈦合金的?近日，記者采訪了“磁鈦科技”項目團隊負責人、重慶大學電氣工程學院大四學生熊家露和她的隊員們。
為攻克鈦合金電磁成形
15名跨專業(yè)本科生組隊搞科研
10月25日中午，重慶大學A區(qū)電氣工程學院先進電磁制造實驗室，戴著眼鏡、扎著馬尾辮的熊家露正在做著電磁成形實驗,實驗室不到20平方米，擺放其間的各種設備器材，都是熊家露和團隊成員們的“寶貝”。
為何選擇電氣工程?“可能是因為我愛折騰吧，從小就喜歡折騰家里的遙控汽車、遙控器，把它們一次次完全拆解又安裝回去。”熊家露說當然，大部分時候都裝不回去，或者裝回去也用不了，于是，在高考填報專業(yè)志愿時，她選擇了電氣工程。
“我們學院有3個國家級科研平臺，大一時，我就對輸變電裝備技術全國重點實驗室研究的電磁力產生了興趣。”熊家露說，為推進新工科建設，學校向全校學生開放了國家級科研平臺和教學平臺，于是，她抱著試一試的心態(tài)，進入該實驗室先進電磁制造團隊學習。
此后，熊家露不僅學習電磁成形技術相關知識，還跟著老師和師兄師姐們開展電磁成形實驗。
什么是電磁成形?“電磁成形就是利用瞬間的高壓脈沖磁場，迫使坯料在電磁力作用下，高速成形的一種方法。”熊家露拿起一塊前不久才成形的鈦合金片展示。
在實驗過程中，熊家露發(fā)現(xiàn)，對于導電性較差的鈦合金來講，電磁成形非常困難，便萌發(fā)了攻克鈦合金電磁成形這一難題的想法。
在一次討論中，她勇敢地提出這一想法，沒想到得到老師和師兄師姐們的肯定。在指導老師周言的鼓勵下，她和機械與運載工程學院馬欽仕、電氣工程學院湯靖、環(huán)境與生態(tài)學院李穎、經濟與工商管理學院趙婉妤等14名本科生組建起“磁鈦科技”團隊。
做了無數(shù)次測試
曾發(fā)生過局部爆炸
做科研并非一帆風順，尤其是對一個本科生團隊來說。
“鈦合金電磁成形并非易事。”周言說，比如，鈦合金難以在電磁場中感應足夠使其成形的電磁力。
“為得到某個平衡值，我們做了無數(shù)次測試。”熊家露說，去年夏天，團隊中的一位同學將線圈之間的距離設置得太近，而熊家露為了提高電磁力，又將工作電壓設置得較高，導致線圈間的絕緣材料瞬間被擊穿，造成局部爆炸并發(fā)出巨大的聲響，“有個女生直接被嚇哭了。”所幸無人受傷，也沒造成大的破壞。
還有一次，實驗造成短路放電，不僅造成實驗室跳閘，還打壞了門衛(wèi)師傅的電視。“受挫感肯定有，但哪有隨隨便便的成功，我很快調整了自己的心態(tài)，并第一時間與團隊成員溝通，一起制定改進計劃。”熊家露說。
在設計鈦合金管件電磁力機構時，要先通過有限元仿真軟件進行模擬，但仿真模型一直難以實現(xiàn)應有效果。那段時間，熊家露便泡在實驗室兩個周期，反復學習調試模型參數(shù)。在仿真完成確定具體結構后，為了節(jié)約時間以及方便溝通，熊家露又與團隊成員跑去機械加工廠陪師傅一起加工。
做科研要找準企業(yè)需求
解決實際問題
“這次能拿下國賽金獎和重慶賽區(qū)冠軍，與我們這個項目既攻克技術難題，又契合企業(yè)實際需求有關。”獲獎后，熊家露在與團隊成員總結時分析道。她說，團隊一開始只是聚焦于技術的突破，但該技術是否契合企業(yè)需求，是否能真正解決企業(yè)遇到的實際難題，他們并未多想。
在此次參賽過程中，另一位項目指導老師、市教委就業(yè)創(chuàng)業(yè)專家?guī)鞂熗貔i飛帶他們走進賽力斯、長安等企業(yè)生產一線進行調研實踐，了解企業(yè)生產中的實際問題，更精確地找準企業(yè)的需求。
“鈦合金具有強度高、耐性好等優(yōu)勢，現(xiàn)在已廣泛應用于汽車產業(yè)、航空航天與生物醫(yī)療等領域。”熊家露說，未來，她將繼續(xù)帶領團隊深耕鈦合金電磁成形領域，不斷升級迭代技術，繼續(xù)開發(fā)智能化、數(shù)字化鈦合金電磁成形設備，以小小的創(chuàng)新，助力鈦合金等低電導率、難變形金屬的應用推廣，幫助企業(yè)解決實際生產問題。
