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大连理工大学学子为高端制造装上自主“心脏”

发稿时间:2025-12-01 10:19:00 来源: 中国青年报客户端

  中国青年报客户端讯(中青报·中青网记者 金卓)在高端精密光学、水声声呐、生物医疗等尖端精密制造领域,驱动马达作为核心部件,正面临“微型化、大驱动力、长行程、高响应、低功耗”的极致挑战。在第十九届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛上,大连理工大学“微驱星汉”团队斩获特等奖,他们关注的正是这个被称为高端制造“心脏”的驱动马达。

  “微驱星汉”团队。大连理工大学供图

  这支由力学与航空航天学院及机械工程学院研究生组成的队伍,在亢战教授、张晓鹏副教授课题组和王大志教授课题组的指导下,聚焦“高性能压电结构优化—微尺度元件精密制造—非线性驱动控制”三位一体技术体系,历经长期攻关,研制出具备完全自主知识产权、具备小批量量产条件的高性能微型压电马达,核心性能指标处于国际先进水平。

  “我们正迈向一个精微时代,从手机摄像头到半导体制造,再到生物医疗内窥镜,众多领域都迫切需要一颗‘微动力心脏’。”团队负责人周绍杰介绍。

  不同于传统压电马达的单层或单块压电块材堆叠,团队创新采用多层阵子叠层耦合结构,每层有5种选择,50层就会产生五的五十次方种组合。“这些组合罗列出来比地球上的沙子还要多。”团队成员张超解释。

  正当大家无从下手时,一次日常的图片压缩给了团队灵感。一张几MB的图片压缩后只有几百KB,清晰度几乎没变。“图片能压缩,设计变量是不是也能压缩?”周绍杰说,“我们把图片压缩的算法逻辑迁移到结构优化中,把上万种可能‘压缩’成几十种关键组合。过去只能靠经验‘试’,现在却能‘筛’出最优解。”

  “微驱星汉”团队。大连理工大学供图

  团队发现,前沿的微型压电马达样机虽然在实验室里性能优异,但在产业的实际使用中却不尽如人意。为了打破这道壁垒,团队依托王大志教授课题组的微纳加工技术,创新优化制造工艺,让实验室的性能优势在生产线中得以延续。“送检前的几周,团队在实验室通宵复测数据,就怕哪个指标在第三方环境下‘掉链子’。”周绍杰回忆。如今,这款微型压电马达已在手机摄像模组等场景完成测试,扎实的落地成果为后续量产打下了坚实基础。

  周绍杰表示,未来,团队希望将这项成果打造成一个“微驱动技术平台”,在多领域深化探索,不断迭代升级,真正赋能更多国产高端装备,实现“一核多能”。

责任编辑:陈星宇