王華明：常に国の主要なニーズと科学技術の発展の方向を目指す

出典：光明日報

「全国の科学技術従事者が優れた伝統を引き継ぎ、革新への自信を強め、重要な中核技術の習得に注力し、産学研究の深い融合を推進し、科学技術の高みに果敢に挑戦することを期待します」習近平総書記の指示は、中国工程院の院士で北京航空航天大学の教授である王華明氏の自信を強めた。王華明氏は総書記に手紙を書いた25人の科学技術労働者の一人として、20年間チームを率いて科学研究に携わり、国の主要な設備開発ニーズと材料製造分野の発展方向を目標に据え、徹底した研究を行い、我が国を世界で唯一、高性能の大型重要金属部品レーザー積層造形技術を習得し、その応用を実現する国にするために奮闘してきました。

チタン合金などの高性能大型基幹金属部品の製造技術は、航空宇宙などのハイエンド主要装備製造産業の基礎・中核技術です。伝統的な鋳造鍛造技術による製造は、材料冶金や鋳造鍛造などの重工業インフラ一式を必要とするだけでなく、製造サイクルが長く、コストも高くなります。さらに、インゴット冶金と鍛造の原理によって制限されており、大型の重要な金属部品の製造能力と材料の性能レベルはほぼ頭打ちになっています。例えば、世界最大級の8万トン鍛造機でチタン合金部品を鍛造する場合、最大サイズは5平方メートルを超えません。高性能複合合金の大型主要部品の幾何学的寸法と材料特性の限界をいかに突破するかは、世界的に認識されている課題です。
王華明
2000年、王華明氏と彼の研究チームはこの分野に参入し、異なるアプローチを採用して、チタン合金や超高強度鋼などの高性能金属の大規模な主要部品のレーザー付加製造技術、一般に「金属3Dプリント」技術として知られる技術に取り組みました。この方法はコンピューターで制御され、レーザーを使用して合金粉末を溶かし、レーザーに従って点ごとに、線ごとに、層ごとに規則的に移動して、「家を建てるように」層ごとに積み上げて、大きな金属部品を直接「成長」させます。積層造形プロセスでは、レーザーが金属を瞬時に溶かし、その後急速に冷却して固化します。層ごとに溶かして固化して蓄積することで、緻密な質感、微細な結晶、均一な組成を持つ大型金属部品を印刷できます。高性能、低コスト、短いサイクルがチームが追求する目標です。

当初、チームは王華明と張凌雲のみで構成されていましたが、後に大学院生 6 名が加わり、チームの中核メンバーに成長しました。 2003年にチームに加わった張淑全氏は、「当時は、A4用紙ほどの大きさの二次荷重支持部品を製作できたことにとても満足していました」と回想する。しかし、高性能の大型主要金属構造部品には、より高い要求がある。部品のサイズが大きいほど、内部の熱応力が高くなり、印刷プロセス中に変形したり割れたりしやすくなる。凝固、結晶化、冷却プロセスの制御が不十分だと、冶金上の欠陥につながる。世界的な課題に直面しながらも、チームは次々と画期的な成果を上げてきました。

実験が始まったら、20日以上は中止できず、誰かが24時間監視する必要があります。ある航空機用の大型チタン合金基幹部品の需要に応えるため、チームは産学研究を統合し、3年以上にわたり緊密に連携して取り組んできました。このプロセスは極めて困難で、要求も厳しいものでした。プリントアウトに10日以上かかりましたが、部品の内部応力が高すぎて突然割れてしまいました。原因を突き止めて、最初からやり直さなければなりませんでした...破壊的な結果は一夜にして得られるものではありません。王華明氏は「大きな問題を解決するには時間がかかります。1日や2日でできるものではありません。賞に応募したり、論文を発表したりすることばかり考えてはいけません。落ち着いて、一生懸命勉強しなければなりません」と述べました。

「堂々と立ち向かう」という学問を追求し、清らかな心と無私の献身の精神を持ち、無私無欲に集中し、力を集中し、ベストを尽くすことで、小さなチームから大きなエネルギーが溢れ出します。張凌雲は国家賞に応募する際に自ら名を明かさないよう求め、張淑全は核心技術の突破に全力を注ぎ、博士論文の審査を5年近く延期し、もう一人のチームメンバーである劉東は「時間がないから後で話そう」という理由で人材称号や専門称号の応募を何度も断った...チームメンバー全員が同様の例をたくさん挙げることができる。たとえ外部の企業が人材を引き抜くために高額の給与を提示したとしても、誰もその誘惑に負けることはない。

チームリーダーの王華明氏は、研究の方向を選択する際には、世界の科学技術の発展の方向を目標とし、それを理解して「先進的」であるだけでなく、国の主要なニーズに応え、実践的な貢献をする「有用性」も必要だと述べた。王華明は過去20年間、多くの国家的プロジェクトと重点研究課題を引き受けてきました。それぞれの研究開発の成果は、主要な国家装備の研究と生産に応用され、現実の切迫したニーズにより、チームは何度も突破口を開き、産学研を融合した自主革新の道を歩み始めました。「我々の自主革新の道の最大の利点は、我々の社会主義体制が資源を集中して大きな任務を達成できることだ。これは我々が目標を達成するための重要な魔法の武器だ」と王華明は感慨深げに語った。

「総書記の切実な願いは、私に新時代の科学技術従事者として担う責任と使命をより明確に認識させました。製造業は強い国の基盤です。今後の仕事では、航空宇宙などの主要装備の戦略的ニーズにさらに重点を置き、新たな革新的かつ先導的な突破口を開かなければなりません」と王華明氏は述べた。

現在、高性能の大型主要金属部品のレーザー積層造形技術の成果は、わが国の主要な設備のエンジニアリング用途に広く活用されています。王華明氏のチームは、継続的な革新と突破の道を歩んできたが、チームに対する彼の要求は変わっていない。「常に国の主要なニーズと科学技術の発展の方向に焦点を当て、産学研究を密接に統合し、具体的で有用な成果を生み出すこと。」

王華明：常に国の主要なニーズと科学技術の発展の方向を目指す

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