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【“杰工”荣光】吕登红:“年轻”的玉柴机器3D技术总师

发布日期:2020年03月16日|访问量:1370|来源:科普中央厨房 | 北京科技报




她“年轻”,富有激情,在铸造行业里破浪前行;


她勇于挑战传统,用实际行动赢得他人敬重;


她不断突破创新,用3D打印技术助推铸造行业发展。



【人物概况】


       吕登红,女,广西玉柴机器股份有限企业3D技术总师,高级工程师,中国机械工程协会第十届铸铁及熔炼技术委员会委员,广西重大科技专项评审专家库专家。长期从事发动机零部件铸造工艺和模具开发设计工作,有着丰富的经验和精湛的技术,多项技术成果达到国际领先水平,为国内、行业内的铸造工艺进步发展提供积极有益的探索。


      “大家去采访吕姐啦。她虽已年过五十,但却拥有一颗年轻的心,言语干净利落,行事雷厉风行,做任何事,都充满了干劲和激情。”记者口中的“吕姐”是广西玉柴机器股份有限企业的3D技术总师,主要负责模具开发设计和3D打印与无模快制技术研发工作,她同时还是“首届广西杰出工程师奖”和“广西五一劳动奖章”、2019年广西科学技术进步一等奖获得者。“大家第一次见面,她就要我称呼她‘吕姐’。”吕姐大名吕登红,在铸造行业的铸造工艺和模具开发设计上有着27年工作经验,多项技术成果每年为企业新创效益逾亿元。采访中,她告诉记者,她从不想自己多少岁,因为她感觉自己每一天还都是“年轻的”。而这种积极向上的心态,仿佛从她选择铸造开始,27年来就一直伴随着她……


“戴着安全帽,手拿图纸,走在去工厂的路上,感觉很神气”


       与六十年代的大部分人一样,吕登红出生在农村家庭,在她考大学选择专业一事上,家里并未给出太多意见,一切全凭她自己把握,因为家里出了一名大学生已经是最值得高兴的事了。然而可供选择的专业那么多,作为一个女孩子的她,为什么偏偏选择了看似更加适合男孩子的铸造专业呢? 


       面对记者的疑问,吕登红笑着说到:“当时我也对铸造专业不了解,只知道它属于机械行业,回校填报志愿的时候,刚好一位就读于广西大学铸造专业的师兄也在场,他就和我先容,将铸造专业及其就业前景描绘得很美好,而我骨子里也向往着能跟男孩子一样做很酷的事情。”与此同时,当时以炼钢为题材的影片,荧幕上炼钢工人在生产一线挥汗如雨为祖国建设而努力的形象也如偶像般影响着吕登红,成为他们当中的一员,似乎也变成了吕登红的一种情怀。就这样,在师兄的引导和情怀的助推下,她在志愿填报表上勾选了广西大学铸造专业。“当时我就想,毕业后,一个女工程师,戴着安全帽,手拿图纸,走在去工厂的路上,感觉很神气……”回忆往昔,吕登红不禁爽朗地笑了起来,仿佛回到了那个年月。 


       这一年,年轻的吕登红憧憬未来,朝气蓬勃。


“在你不能改变环境的情况下,先试着改变你自己”


       1990年夏天,吕登红顺利从广西大学毕业,本着“从哪里来回哪里去”的原则,家在玉林的她,通过双向选择进入了广西玉柴机器股份有限企业。彼时的玉柴正处在高速发展阶段,急需高素质人才的加入,吕登红则成为了“来玉柴的第一个学习铸造专业的女大学生”。 


       怀着对未来的憧憬,想要大展拳脚的吕登红,却在踏入铸造车间后,第一次感觉到了曾经的梦想并非想象中的那么美好。“走进铸造现场,说实话,当时我的心就凉了,当时的生产环境跟现在不一样,与国家发展水平有关,当时大家整个行业还是以半手工制造为主,铸造车间里灰尘很大,有时候甚至五米之内只能看到一个人的轮廓。”这对于一个刚走出象牙塔的女大学生来说,这样的工作环境无异于当头一棒,“理想很丰满,现实很骨感”。“闷闷不乐”自然成为了她在铸造车间里精神状态的真实写照,她甚至萌生了“我再上一天班就不上了”的念头,说到这,吕登红显得有些不好意思。 



▲吕登红(中)与操作技师讨论细长复杂形状砂型雕刻方法 


       就在吕登红内心反复纠结、煎熬,无法找准自我定位的时候,一场羽毛球运动过后和铸造车间老工程师的交谈,让她重新找到了答案和方向。“在你不能改变环境的情况下,先试着改变你自己,铸造车间你最能接受哪个工种和岗位,就先从哪个开始干,当你钻进去以后,你就会发现里面的乐趣。”老前辈的话无疑给迷茫的吕登红带来了触动,因为只有过来人,才能感同身受地理解她当时的心境。交谈过后,吕登红决定从改变自己开始,摆正心态,选择从铸造工艺设计开始干,不同于现场工艺、铸造设备维修等岗位需要长时间待在生产一线,铸造工艺设计可以在办公室里面开展工作,虽然免不了要在办公室和生产一线两头跑,但是却得到了一定的缓冲和适应时间。 


       沉下心来的吕登红渐渐发现,自己的许多铸造理念和设计思路,只有紧密结合铸造现场才能一一实现,她也因此而乐在其中。此时的她,甚至还没意识到,她跑到铸造现场观察、学习、采集数据的时间已经远远超出了在办公室的时间。“习惯了工作环境之后,我也就真正地进入了角色”,那个曾经让吕登红萌生退意的铸造车间正在成为她不断提升的舞台。 


      这一年,年轻的吕登红重拾信心,精进不休。


“在德国铸造厂的考察,给了我很大地触动”


       1998年,在铸造工艺员岗位竿头直上的吕登红,迎来了自己在玉柴的一次重要岗位变动——担任模具设计员,从事模具设计。原来,随着玉柴机器的不断发展,企业领导为了结合玉柴机器产品的生产需求,进一步完善玉柴机器铸造工艺流程,决定将之前委托外包的模具设计业务交由企业的装备厂实行,并设立了模具设计板块。而模具设计要求工作人员既要有扎实的铸造工艺基础,看得懂图纸,又要懂得数控编程。而彼时从北京航天工业大学学习数控编程、深造归来的吕登红无疑成为了最佳人选,她也顺势成为了模具设计团队的一员。 


      “加入团队后,十几年的时间里,大家一直在根据玉柴机器产品的特点搞模具设计。”吕登红说道。在这段时间里,伴随着企业自主开发设计模具的工艺流程不断完善、国外先进生产线的引进、铸造工艺的提升,玉柴机器的整体铸造水平得到了质的飞跃,铸件成品率不断提高。 


       企业整体机器铸造水平的提高固然让人欣喜,然而每当生产旺季的时候铸造车间里总会有一个让大家见怪不怪的现象——企业的后勤人员包括企业高层领导都到铸造车间帮忙,修配浇注铸件用的砂芯。直到2013年远赴德国铸造厂的一次考察,作为考察团里一员的吕登红,认识到了国内企业铸造水平与发达国家的差距并产生极大地触动后,决定要改变这一现状。“让我感到最惊讶的是,在生产设备一样甚至要优于他们的情况下,德国铸造厂生产出来的砂芯竟然能直接用于浇注铸件,而大家自己制作出来的砂芯却因为存在砂披等细节上的一些缺陷需要花费大量的人工进行修补后才能使用,且修补后的砂芯还会对浇注出来的铸件产生一定的影响,进而增加铸件的废品率。”吕登红告诉记者。随后,通过不断考察、请教,吕登红发现,国内制作的砂芯之所以和国外有着如此大的差距,问题出在大家设计开发的用于制作砂芯的模具上,模具对于砂芯的生产,哪怕是一个参数的差异,都会产生不一样的结果。回国后的吕登红,在领导的支撑下,提出了“无砂披、免修芯”项目。 


       这一年,年轻的吕登红看到差距,决心突破。


“你怎么那么幼稚,你也是学铸造专业的” 


       然而,项目提出虽然容易,但实施起来却困难重重。除了技术上的问题需要解决,还有人们的传统经验和观念需要转变。技术上的问题可以通过不断地摸索,向国外专家请教找到答案,但人们固有的观念和经验却着实让吕登红犯了难。当她首次提出该项目的时候,铸造厂里甚至出现了不同的声音,有人毫不客气地提出质疑“你这个项目想想还可以,你自己也是学铸造专业的,你怎么那么幼稚?”原来,一直以来,针对砂芯细节上存在的缺陷问题,大家觉得只要人工进行修补一下,不影响关键性能就行,没人愿意在这个细节上进行深究,进而对模具进行调整。然而,吕登红却深知细节决定成败,铸件质量往往会因为这些细节而受到影响。 


       即使有人质疑,吕登红也决心要坚持做下去,把这个项目完成,用成果来说服大家,用成果来挑战传统经验和做法。既然是模具上的问题导致了砂芯存在缺陷,那么在参数、比例、制作工艺及技术上大家国内和国外存在哪些差距?为此,吕登红积极地与外国专家合作、交流、研讨,在国内模具设计开发的传统经验上,一步步总结、提高,在德国的标准上,结合玉柴产品的实际,从参数和工艺上不断修改完善,制定出符合玉柴模具开发设计的标准。大家存在经验主义,观念难以转变。在项目验证阶段,吕登红就见缝插针,利用生产线每天仅有的“休息”时间,亲自在现场进行测试,收集数据、调整工艺,用制作出来的砂芯成品说服提出质疑的人。项目一干就是两年的时间,其中的艰辛不言而喻,为此,吕登红甚至坦言:“虽然我一直在坚持,但是心里说不慌是不可能的,因为我也不敢打包票这一定能成功,企业也为此投入了很多的经费,大家都看着,我不怕大家笑话,就怕这个经验不适合咋们玉柴。”



▲吕登红(右)与同事探讨砂芯实现“砂芯无砂披免修芯”的关键技术


       正如《荀子·劝学》中所说:“锲而舍之,朽木不折;锲而不舍,金石可镂”,吕登红的付出与坚持终究收到了回报,随着运用新模具制作出来的砂芯一次比一次接近国际水平,同事们的观念也在悄然转变,对她的信任度和配合度也越来越高。最终,在大家共同的努力下,项目取得了巨大的成功,解决了模具无钳配、免抛光,砂芯无砂披、免修芯;使铸件薄壁轻量化、无烧结缺陷的重大技术难题。新技术从2016年开始在玉柴推广应用,砂芯成品率达到≥98%,使用新技术制作的砂芯浇注的铸件壁厚≤3mm,无烧结、易清理,铸件品质提升30%,降低铸造成本20%,每年为企业降低成本2千万元,技术水平领先于国内同行业。 


       人们常说,世界上最难的两件事,便是“把别人的钱装进自己的口袋,把自己的思想装进别人的脑袋里”,而这两项,吕登红都做到了,不但为企业赢得了经济效益,还悄然间转变了大家固有的思想观念,甚至推翻了国内、行业内几十年的传统铸造经验。 


       这一年,年轻的吕登红挑战传统,赢得敬重。


“创新就是在原有成熟工艺的基础上结合新的技术手段,形成新的工艺”


       企业的发展离不开技术创新,在模具开发设计领域上有着丰富经验的吕登红也深谙此理,随着传统模具制造工艺的日益成熟,可突破创新的空间有限,如何在传统模具开发设计的基础上突破创新,成为了吕登红工作之余考虑的问题。而2011年,企业高层也为此提出了要站在企业发展的层面进行模具设计的思路。而就在吕登红为此事犯愁的时候,铸造车间里的一台3D打印机引起了她的注意。原来,这是一台闲置下来的3D打印机,但具体如何使用,大家都没有一个方向。早在2006年就对3D打印技术有过接触的吕登红却一下子有了想法:是否可以在3D打印技术上下功夫?通过与企业高层领导的合计,吕登红决定就从眼前这台3D打印机上寻求突破。“当时设备在这里,但是大家也没有明确目标要做什么,如果只做传统模具设计的话,原来的技术已经很成熟了,所以要做,大家肯定做新的。”吕登红说到。



▲吕登红(中)引导年轻工程师发动机气道设计建模技巧


       虽然知道要创新,但是怎么做?如何做?面对眼前的3D打印机,彼时的吕登红脑海里还是一片空白。直到2012年的一场全国机械年会上一位中机院院士的报告,让吕登红找准了方向——既然3D打印技术能直接打印,那么是否可以跳过模具制造的步骤,直接打印原来只有依托模具才能制作出来的砂型和砂芯呢?年会结束后,吕登红找到了做报告的院士,并将自己的想法与院士作了交流并得到了院士的肯定,同时还争取到了与院士合作的机会。接下来,便是漫长的科研过程,从3D打印的选砂、配比,到传统模具设计常识与3D打印技术的结合,吕登红一直带领团队在孜孜不倦地探索,直到第一个砂芯被成功地打印出来,并试验铸件成功。 


       如今,伴随着吕登红和研发团队的不断试验和探索,玉柴3D打印与无模快制技术应用累计共完成了100多种柴油机新品缸体、缸盖等核心零部件开发,开发周期缩短70%,节约新品开发成本6000多万元,间接经济效益达10亿多元。其中国足球协会超级联赛大型V20缸体是国内用3D无模快制技术生产的最大型铸件,铸件重量达5吨,铸件尺寸高精达国际先进水平。“玉柴无模快制基地”也成为了广西的一张名片。 


      “创新就是在原有成熟工艺的基础上结合新的技术手段,形成新的工艺,这是一个承上启下的过程。”在吕登红看来,科技精神不仅是追求严谨和极致,还要不断创新。


       这一年,年轻的吕登红大胆创新,继往开来。


“我感觉我每一天都是年轻的,每一天都充满着激情”


       在同事们的眼中,吕登红既是领导、同事,又是一个大姐、朋友。在玉柴,除了少部分人,无论是年龄大的,亦或是年龄小的,都喜欢管吕登红叫“吕姐”,因为“吕姐”这个称呼很能体现出吕登红的人格魅力。在工作中她严厉,但是却时刻为人着想,帮助年轻人进步;在生活中她和蔼可亲,是年轻人眼里的大姐大,为他们排忧解难。同事们说“吕姐”这个称呼显得吕登红年轻,因为她始终对工作和生活充满了激情,始终保持着一种年轻的心态,积极向上。采访中,吕登红说:“我从不想着自己多少岁,就想着我今天还有激情,还是年轻人,我感觉每一天我都是年轻的,每一天都充满了激情。” 


       而吕登红年轻的心态仿佛也在时刻督促和影响着与她共事的每一个人。有一位年轻同事曾坦言:“吕姐,我在您这里,好像被您拉着往前走一样,每天都在学习,每天都在进步。”而也正是这股推人前行的动力,使得只要是吕登红团队培养出来的人才都成为了“香馍馍”。 


       对于未来,充满激情的吕姐计划着如何将现有的技术对标国际标准,将现有的数据形成数据库,为企业今后的智能化发展做准备,并为企业培养更多的高技能人才。“未来的技术日新月异,智能化快速发展,我可能跟不上年轻人步伐,但是我会把现有的科学方法传承下去。” 


       此时,“年轻的”吕登红神采奕奕,斗志昂扬。


TIPS:主要科研成果及个人荣誉


       吕登红长期从事铸造行业的铸造工艺和模具开发设计工作,有着丰富的经验和精湛的技术,多项技术成果达到国际领先水平。被誉为玉柴3D打印和无模快速制造技术的开拓者,承担多项国家智能制造专项、04专项科研任务,起到核心关键作用。 


       分项主责2013年国家智能制造专项《60万台中重型发动机缸盖数字化铸造车间》项目,负责铸造工艺数字化与智能制造技术研究及应用;分项主责2015年国家智能专项《大中型发动机缸体数字化铸造车间》项日,承担“无模铸造岛”分项目建设,开发无模快速成型工艺,把快制各种装备与网络集成智能产线;承担2017年国家绿色智能专项《机械工业绿色铸造工艺装备研究及发动机绿色铸造车间建设》项目,主责绿色铸造工艺优化设计研究及绿色制芯、型砂配制、造型系统研究等。 


       作为技术领头羊,积极承担多个区级、国家级项目的课题研究,经过长期的科研攻关,吕登红主要参研的玉柴“超低排放柴油机气道及模具关键技术开发与产业化”项目以第一名荣获2019年度广西科技进步奖一等奖。吕登红潜心钻研,创出了气道核心技术,达到世界先进水平,一举打破国外气道核心技术垄断的局面。这项独门技术已广泛应用到国三到国六的发动机生产制造中,缸盖气道一致性水平有效保障了批量发动机功率、油耗、排放要求指标,让产品质量稳定受控。玉柴也由此成为至今唯一的一家将气道技术理论与实际应用推广形成一龙成套技术体系的企业。 


      主持参与的《复杂铸件无模复合成形制造关键技术与装备》分别获得2016年中国机械工业科学技术奖特等奖、2017年度国家科学技术发明二等奖;《气道模具无砂披免修芯技术开发》获得2016年中国机械制造工艺成果三等奖;《无砂披免修芯与高强超薄制芯高端技术推广应用》获2017年度中国机械工业科学技术奖三等奖;《柴油发动机无模快速铸造及示范应用》获2017年颁发的第七届“绿色制造科学技术进步奖等。 


      作为负责人主持玉柴“快速制造技术创新工程师工作室”工作,以这一平台推广技术成果普及应用,与科研院所进行互动交流,积极参加中国械工艺协会、中国铸造协会科技活动,成效显著。 


      2017年获“中国优秀巾帼铸造工编辑”,2017年获中国机械制造工艺协会“工艺创新突出贡献奖”。2015年荣获“广西五一劳动奖章”;拥有发明专利4项,实用新型专利8项;发表论文10篇。


(北京科技报  农立尧)

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