【巧夺天工“编织”科技外衣，让#冬奥会# 火炬“飞扬”起来】北京2022年冬奥会开幕在即，激动人心的火炬接力仪式正在进行。旋转上升，犹如丝带舞动飘逸，化作顶端的熊熊火焰……

作为历届奥运会中备受关注的元素之一，此次冬奥火炬“飞扬”一亮相就吸睛无数。东华大学机械学院教授、纺织科技创新中心主任孙以泽团队作为火炬重要部分外飘带（外壳）的关键制造技术提供方，将为我们揭开“小”火炬背后蕴藏的“大”学问。

为火炬“织外衣”

“这是一次艺术设计与科技创新的完美碰撞。”孙以泽对《中国科学报》说，“小小的火炬背后的‘黑科技’可以用‘高新材料’‘高新装备’‘高端制造’来概括。”

2020年8月，冬奥火炬总体承担方上海石化找到孙以泽，并抛出一道难题——如何用碳纤维复合材料，将天马行空的火炬外飘带艺术造型高精度呈现出来。

火炬“飞扬”的外飘带造型非常特殊，是一个高维曲面体，对工程化制造来说是种极复杂的异性结构件。孙以泽最初看到的“飞扬”是个泥塑作品，那是来源于艺术家的灵感、手工塑造的精品，要完成数字化制造、工业化生产，并且用高科技碳纤维复合材料编织成型，要突破的第一道难关就是数学建模，只有数学建模才能高精度还原和复现美轮美奂的艺术设计作品，使自动化数字制造成为可能。

图：三维球面立体编织机。受访者供图

为打好“地基”，孙以泽团队数次北上，与中央美院火炬外形设计师团队、冬奥会组委相关工作人员等反复探讨、修改、打磨。去年春节期间，课题组成员还在紧锣密鼓地做测试、改方案，从白天忙到黑夜。功夫不负有心人，在孙以泽的带领下，团队攻坚克难，最终用多维曲面拟合智能算法完成数学建模。

让火炬“活”起来

在合作团队位于淮安的生产车间里，一台直径8米的环形“大家伙”正在高速运转，成千上百根黑色丝束在交织穿梭，乍一看就像是在“织毛衣”。只需数分钟，便能“织”出一件精确到克的火炬“外衣”。

孙以泽说，火炬外飘带灵动且优美，但由于它是变径、变曲率的，上下不一样粗，曲面厚薄也不一致，传统制造工艺无法实现，而眼前的这个“大家伙”就是“织”火炬外衣的“秘密武器”，由东华大学独家研制、世界首创的大尺寸异性结构件三维高精度球面立体编织机。

这台编织机总有576个编织锭子，可编织最大截面500*500毫米，是目前世界上功能最强、编制尺寸最大的三维球面立体编织机。备工作时，在环形球面轨道内，576个高速运动锭子不断变轨飞速交叉、穿梭。该系列编织机可编织大飞机、高铁等大尺寸结构承力件，也可编织螺旋桨、无人机、火炬外飘带等精密异形结构件。

“这个编织过程可以说是‘险象环生’，每个运动锭子时刻都会面临14种碰撞的可能。”孙以泽形象地说，“这就好比在四车道高速公路上，有几百甚至上千辆车快速交叉穿梭通行，不仅是高速跑，还要不断交叉、里外穿透变道跑，我们通过智能运算、精准变轨控制，才能避免出现‘交通事故’。”

为了让这些碳纤维复合材料在编织过程中“乖乖听话”，同时在工业生产中立体还原外飘带柔美飘逸的感觉，该团队研究控制算法、奇妙机构、变轨技术等，从理论推导到实验验证再到生产实践，反复调试。发明“偏心”编织的方法，解决了大曲率、变密度编织难题；原创了双机器人协同夹持芯模控制算法，保证大尺寸异形结构件编织在复杂受力状态下的动力学性能最优；研发了单纱张力全流程数字化调控技术，实现了恒张力精确编织；研发了高维曲面自动打磨的技能作业机器人系统。实现了火炬外飘带的三维自动化立体编织和自动化打磨，项目技术不仅填补了国内空白，在国际上也处于领先地位。

最终，孙以泽教授团队让火炬“活”了起来，真正呈现出最好的“飞扬”状态。

最美的科学誓言是爱国

“小火炬承载大能量，中国有能力、有技术编织成型高精度的碳纤维复合材料！”看着电视上火炬成功传递的画面，孙以泽激动地说，“我们会用科技创新撑起大国重器的脊梁！”

心怀“国之大者”，敢啃“硬骨头”，敢为科研创新“领头雁”，这已经成为了孙以泽团队的科研文化。

细数孙以泽团队科研道路上的每一项成果，无不用科技创新诠释着最炙热的爱国情怀。2018年，团队突破了特种编织物自动化编织技术，编织的特种救生、通信绳缆助力“蛟龙号”完成5000米级和7000米级深潜试验，助力综合科考船“科学号”成功完成热带西太平洋综合考察，破解深海观测数据实时传输的世界难题……该项成果曾获当年国家科技进步奖二等奖。

如今三维立体编织技术的突破，成功实现了碳纤维复合材料的大尺寸、高精度编织。该技术未来在无人机的结构件编织、多联装战术导弹的筒体快速成型等国防民生重要领域大有可为。

最美的科学誓言是爱国，孙以泽身体力行，带领团队以科技创新和解决国家急需为己任，围绕高端织造装备中的“卡脖子”和短板问题，开展基础理论研究，突破关键核心技术，推动产业化应用。在高端机织、针织和编织装备领域一次次取得突破，成为国内高端纺织装备研发最有影响力的“王牌军”。https://t.cn/A6io9QWa

#能源评论#【Subsea UK盛邀各同行参加海洋技术及工程设备展览会】近日，Subsea UK盛邀众海底开发业的行内友商共同出席明年的伦敦海洋技术及工程设备展览会（Subsea Expo），意在如今风靡一时的海洋经济中一道探索蕴藏于深海大洋之中的商业良机。受新冠疫情影响，原计划于2021年4月举办的伦敦海洋技术与工程设备展览会在延期至5月份后被迫取消。与此同时，阿伯丁石油工业技术展将于2022年4月22日如期举办。为抢占先机，伦敦海洋技术与工程设备展览会则将提前举办。（rigzone）
https://t.cn/A6IE5YOu

#刘宇[超话]# [给你小心心]#和刘宇一起做公益# [给你小心心]#与刘宇益路行#
【鲸诲·永盛花季】6月公益应援
　流动的云雾若落下一滴水，
　将成为初晓时坠于花瓣的晨露，
　化作深海中洁白贝壳蕴藏的珍珠。

本次公益项目，刘宇小宇宙公益站携手@北京UU公益 @中华儿慈会 ，加入白色贝壳计划，守护10名花季女孩一年的生理用品，并在该学校提供生理关爱知识讲座！

本次公益学校在海南，刘宇和海南的缘分，是春季的限定，也是我们最珍贵的记忆！
执行反馈后续慢慢揭晓给大家看！

感谢所有对本次公益进行支持的鱼丸&鲨姐，
爱心林正在进行中https://t.cn/A6Vm97XA

@INTO1-刘宇