阎秋生

 

广东工业大学机电工程学院教授、博士生导师

广东工业大学粤港机器人联合学院首席教授

广东省金属薄板节材精密分切工程技术中心主任

国务院政府特殊津贴专家

广东省劳动模范

广东省“千百十”工程省级培养对象

广东省高等学校科技创新团队负责人

 

 

中国机械工业金属切削刀具技术协会切削先进技术研究分会常务理事、中国机械工程学会生产工程分会第十一届委员会委员、广东省机械工程学会机械设计与生产工程分会理事长、《机电工程技术》第十二届编委。近5年,主持科研项目15项,包括NSFC-广东联合基金、国家自然科学基金面上项目等,发表论文80余篇,其中SCI收录高水平论文近20篇,申请发明专利60项,其中PCT专利申请4项,美国专利1项,已授权专利19项,专利许可转让13项,获得中国专利优秀奖、广东省专利金奖及其他省部级奖励10项。主要研究方向为超精密加工理论与技术,光电子/微电子材料平坦化加工工艺、金属板材节材精密分切加工理论与技术、智能数控装备和机器人优化设计等。

 
我国精密和超精密加工经过数十年的努力,日趋成熟。不论是精密机床、金刚石工具,还是精密加工工艺已形成了一整套完整的精密制造技术系统,正在向纳米级精度迈进。随着科学技术的飞速发展和市场竞争日益激烈,对产品高质量、小型化、高可靠性和高性能的追求,使超精密加工技术得以迅速发展,现已成为现代制造工业的重要组成部分。广东工业大学阎秋生教授和他的研发团队,潜心研究超精密加工技术及自动化装备优化设计,在该技术领域做出突出的成绩。近日,《机电工程技术》编辑部采访了阎秋生教授和他的团队,现把采访内容整理刊登。

 
第三代半导体晶片超光滑平坦化加工理论与关键技术
阎教授介绍,针对微电子、5G通讯等产业发展需求,通过多场耦合控制磨料状态,系统优化半导体晶片超光滑平坦化加工过程中半固着磨粒的机械去除过程,发展高效率、低损伤实现SiC、GaN等第三代半导体晶片超光滑表面加工新工艺。全面揭示电场、磁场、力场、速度场等多场耦合控制即时在位生成的电磁流变抛光垫半固着磨料状态,提高磨料在加工表面集团有序性、约束个体随机性,使其在塑性状态微量去除表面材料获得超光滑表面并保证其完整性的规律。研究基于交变电场产生动态电流变效应与磁极旋转产生动态磁流变效应协同作用、抛光盘面3D微结构提高电磁流变抛光垫结合强度增强磨粒运动、动态改变加工间隙使电磁流变抛光垫产生流体动压提高材料去除率,通过过程表征和建模仿真电磁流变抛光垫均匀性、磨料动态半固着与更新、磨料对工件表面材料塑性微量去除机理及超光滑表面创成过程,实现多场耦合控制磨料状态实现光电晶片超光滑平坦化加工表面完整性,为第三代半导体元器件发展提供技术支撑。 
 
金属板带高精度加工及装备研发
阎教授介绍,广泛应用于电力设备、电动汽车等领域的金属板带尤其是电工钢板材的剪切加工,随着对其性能和节能要求的不断提高,大幅度提高剪切断面表面几何形状精度、保持剪切边缘材料性能完好带来了严峻挑战。围绕金属板带少无毛刺剪切加工、电磁铁芯加工行业电工硅钢板带剪切边缘损伤、毛刺变形等剪切断面完整性难以保证的技术瓶颈,对金属板带剪切加工理论、剪切刀具设计制造、高精度剪切加工装备及工艺应用关键共性技术难题开展研究。发明了控制材料应力应变状态的“塑性剪切-反向压迫分离”金属板材无毛刺精密分切加工新工艺方法,研发高精度剪切加工刀具设计制造技术。研发电工硅钢板带高精度加工成套装备设计制造关键技术,全面提高数控纵剪机/横剪机机械精度等级及其稳定性,实现金属板带高精度加工。系统优化金属板带高精度剪切加工工艺及质量保障技术,发明了控制剪切毛刺和剪切边缘损伤、提高板带形状精度并保证剪切断面完整性的技术,实现了金属板带高精度剪切加工工艺及质量保障,提出电工硅钢板带纵剪/横剪工艺系统优化控制策略,突破高速大批量纵剪加工板带难以实现少无毛刺、控制剪切边缘损伤、几何形状精度稳定、剪切过程高一致性的行业技术瓶颈。运用项目技术加工的电工硅钢带材、变压器铁芯等产品交付国际知名企业,达到国际先进标准要求,性能指标稳定可靠,实现了电工硅钢板带少无毛刺、剪切断面完整的稳定高精度批量加工。经广东省机械工程学会组织科技成果鉴定结论为:总体技术达到国际先进水平,其中发明的“塑性剪切-反向压迫分离”金属板带精密剪切技术达到国际领先水平。
 
采访期间,阎教授还介绍了广东工业大学精密加工技术与装备研究中心,主要由广东省金属薄板节材精密分切工程技术研究中心、光电材料超精密加工实验室、广东工业大学粤港机器人联合学院(模型加工实验室)联合组成。
广东省金属薄板节材精密分切工程技术研究中心,提出通过控制材料应力应变状态正剪反压的“塑性剪切-反向压迫分离”新工艺方法,解决金属板材剪切断面毛刺及几何完整性和性能完整性差等问题,相关研究取得的成果“一种金属带材无毛刺分切加工装置及其加工方法”专利获得“中国专利优秀奖”和“广东省专利金奖”,在广州日宝钢材制品有限公司进行产业化应用,取得显著经济效益。
光电材料超精密加工实验室,开展以SiC、GaN为代表的第三代半导体晶片的平坦化加工研究,提出半固着磨料的集群磁流变超光滑抛光新工艺方法,研究多场耦合控制磨料状态的新一代光电晶片超光滑平坦化加工理论与关键技术,建立硬脆光电材料超精密加工理论和工艺体系,发展高效超精密加工(磨削/研磨/抛光)技术,实现光电材料表面的超光滑平坦化和表面完整。

广东工业大学粤港机器人联合学院(模型加工实验室),探索“新工科”教育改革、落实大湾区建设规划、践行粤港高教合作,与东莞松山湖国际机器人产业基地、香港科技大学机器人研究所联合办学,采取2+2的人才培养模式,通过多专业融合、全程项目驱动教学以及国际视野的创新创业教育等手段,优化多专业融合培养跨界思维的育人环境、重构课程体系,致力于培养面向机器人、智能装备专门人才的探索和实践。

 

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