首个超材料智能工厂 定制自然界不存在的材料

  超材料、超级计算机、纳米技术、尖端装备、智能工厂……这些名词叠加在一起会产生怎样的效应？

  作为深圳新一代创新型科技公司的代表，光启在建成全球首条超材料中试线的基础上，于日前对超材料智能工厂进行了“升级改造”，此举有助于推动超材料创新技术发展的步伐。这个被外界称为“全球首个超材料智能工厂”究竟有何神秘之处？9月6日，记者走访了位于深圳观澜的光启超材料智能工厂。

  超材料智能工厂是光启超材料尖端装备制造和未来创新技术应用的研发生产基地，主要是做超材料创新技术产品的开发、生产、测试、销售及服务，并承担着多型号航空航天、舰船等尖端装备部件的研发、生产、测试和交付。从外观看，光启超材料智能工厂是一栋十多米高的黑白色建筑，厂房的顶端镶嵌着醒目的企业标志。目前工厂内已经有多条复合超材料生产线以及实验室。

  据介绍，超材料技术是一种可以像软件编程一样直接逆向定制自然界不存在的功能材料、产品系统的颠覆性技术。依托这一前沿技术，光启开创了工业级超材料的设计、计算、制造、检测以及有关标准的全链条全过程体系。

  光启于2010年成立，超材料研发是其看家本领，超材料智能工厂则是光启最重要的尖端技术输出转化平台。

  超材料技术是一种尖端前沿技术，超材料创新技术产品的生产和制备，要结合超算技术、纳米技术及高精度工艺，设计出具有定制化电磁调制能力的智能超材料，并借助高精度的加工制造工艺，把控智能超材料生产制造流程，形成超材料设计，加工制造，测试检验，优化迭代的闭环管理。

  为了提供充足的算力支持，光启建立了一个超材料设计专用超级计算机集群。工作人员介绍，该超级计算机集群约有200个节点，峰值计算能力可达700万亿次/秒。该超算集群可用于超材料大尺寸样件的电磁性能设计。此外，光启还建立了全球首个超材料人造微结构数据库，拥有上亿种微结构，极大缩短了设计周期。

  超材料的生产制造对精度有极高的要求。为此，光启超材料智能工厂研发了众多超材料核心工艺，自主开发了一系列超材料试制、批量生产的设备线，并打通了设计、制造、仿真、测试的全链条脉络，以进行超材料的规模化生产制备。

  基于材料大数据和仿真平台，光启超材料智能工厂还建成了“超材料专家库”，将每一道工序流程和设备正常运行数字化，凭借强大的数字化仿真计算能力，可对研产结果进行智能化预测，以此来实现高精度一体成型的设计、加工和制造。

  工作人员表示，这套集激光技术、超精密微结构加工技术、多层超材料制备技术和海量微结构测试技术于一体的高精度超材料生产线和超材料测试线已经正常运作，工厂的微结构加工精度可达纳米级，高精度超材料微结构的年产量在10万平方米以上。

  今年7月，光启在之前建立全球首条超材料中试线的基础上，对超材料智能工厂进行了“升级改造”。目前，工厂内有多条复合超材料生产线，以及材料力学实验室、环境适应性实验室、无损测试实验室、三坐标测试实验室等，能够直接进行试验验证和工艺验证。

  工厂还引进了众多先进的高精尖设备和设施，拥有一整套复合材料冷库存储设备、高精度全自动下料机、超净铺贴间、高精度激光投影仪，大型万能力学试验机、落锤冲击试验机、大型热压罐、十万级洁净室等先进设施设备，并可进行智能自动化运行。

  基础研究是科学技术创新的重要源头，目前，已有4个深圳市工程实验室入驻光启研发生产基地，开展超材料技术光电应用、超颖射频技术、复合智能超材料技术、毫米波超材料技术的研发应用。

  如何让高大上的前沿技术实实在在地造福于民？据悉，光启超材料技术与产品已开始向汽车装备、可穿戴设备、城市基础设施等垂直行业拓展应用，有效实现了轻量化、结构功能一体化、智能化等综合价值。

  有关负责的人介绍，智能工厂产学研一体化加速了创新技术的转化，软硬件的升级也加快了转批产的速度，并明显降低了成本，使超材料技术得以快速、广泛的推广应用，推动超材料产业上规模。