这是一片全球最大尺寸的三维织物复合材料叶片，将用于国产大型客机的发动机。它由碳纤维复合材料和钛合金组成，线条优美，曲面复杂。近日，记者在上海市石墨烯产业技术功能型平台看到了它的“婀娜身姿”。
这款具有自主知识产权的叶片由中国航空发动机龙头企业设计、同济大学和南京玻璃纤维研究设计院制造，已获10项发明专利授权和3项软件著作权，绕开了GE等国外企业构筑的知识产权壁垒。中国航空学会鉴定委员会认为，其整体达到国际先进水平，部分技术国际领先，具有很好的应用推广前景。
“2020年与石墨烯平台合作后，我们仅用一年多时间就建成了航空发动机风扇叶片的生产系统。”同济大学教授贺鹏飞说。上海市石墨烯产业技术功能型平台是一家新型研发机构，它与高校合作，为何会加快科研成果的产业化进程？
“CTO+CEO模式”推动中试
石墨烯平台位于宝山高新技术产业园区，根据《上海打造未来产业创新高地发展壮大未来产业集群行动方案》，这里正在打造未来材料产业。在材料产业创新链上，中试是重要一环。高校研发的新材料通过中试才能进入产业化阶段，但高校实验室不具备开展中试的条件，为了填补从实验室到生产线之间的空白，石墨烯平台应时而生。在市发改委、市科委、宝山区等支持下，这家旨在推动产业技术研发与转化的机构已建成一系列中试基地，供科研团队使用。
上海市石墨烯功能型平台（上海超碳公司）
同济大学航空航天与力学学院贺鹏飞教授团队就是其中之一。与石墨烯平台合作前，他们与一家航天国企合作试制航空发动机风扇叶片，但对企业来说，这只是“额外工作”，完成日常生产之余才能给他们使用设备和场地，所以中试进展比较缓慢。
2020年夏天，贺鹏飞在宝山区科委推荐下拜访了石墨烯平台。这里的中试基地以及与多所高校合作的成功案例，让他相中了这家新型研发机构。双方牵手后，同济科研团队得到一个约1000平方米的中试基地。石墨烯平台还出资近1000万元，采购了多台制造和测试设备。人员方面，5位平台员工协助中试，包括项目建设、环评、生产安全、原材料采购等所有综合服务保障工作。
“这就是科技成果转化‘CTO+CEO模式’，让科学家做中试项目的CTO(首席技术官)，我们公司的项目经理做CEO(首席执行官)。”石墨烯平台董事长梁勇说，“有了项目经理团队的服务，科学家可以更专注地解决技术问题。”
“三明治结构”绕开国外专利
走进中试基地，同济大学副教授李文晓向记者介绍了航空发动机风扇叶片的制造过程。“这是高温压机，同济实验室里放不下这么大的设备。”“那是我们研发的非等温RTM模具系统。RTM(树脂传递模塑)是一种用外压把树脂注入纤维材料编织成的预制体内，再固化形成构件的工艺。”
中试基地工作人员把碳纤维预制体放入模具。
在非等温RTM模具系统的真空环境中，通过精确的控温和控压，基体树脂被注射到钛合金与碳纤维混合结构预制体内，随后加温固化，打造成形状精准、结构复杂的“复合材料钛合金混合结构”风扇叶片。在制造过程中，石墨烯平台生产的石墨烯纳米材料也有用武之地，提升了材料的强度和韧性。
“这款风扇叶片的部分结构像三明治，与国外大公司设计的‘复合材料+金属包边结构’不一样，避开了它们的知识产权壁垒，解决了风扇叶片设计和制造的卡脖子问题。”李文晓说。令人欣喜的是，中试基地生产的风扇叶片在减重效果上与“复合材料+金属包边结构”叶片不相上下，而且能满足抗鸟撞等适航要求。
近年来，涡扇航空发动机的风扇系统占总重量的比重不断提升，所以制造大尺寸的轻质风扇叶片，已成为涡扇发动机的关键技术之一。在工业和信息化部支持下，同济大学攻克了轻质风扇叶片的制造关键技术，并与石墨烯平台联手实现了产业化。目前，中试基地的风扇叶片年产量可达100片。
“先投后股”支持高科技企业
为加速科研成果的产业化，石墨烯平台还将通过“先投后股”，完成上海鹏霄复合材料科技有限公司的增资扩股。这家企业去年成立于宝山区，由同济科研团队创立，其产品就包括航空发动机风扇叶片。鹏霄公司还在探索将高性能复合材料应用于其他领域，如新能源汽车、储氢设备、风力发电叶片等。
“先投后股”是指针对科技成果转化项目，前期以支持项目方式向企业投入财政资金，在企业进行股权融资时，将所投入的资金转化为股权，并由国资企业持有，伴随企业成长一段时间再执行股权退出的支持模式。
在鹏霄公司成长过程中，石墨烯平台投入大量资金，采购了中试设备，并为中试生产和企业运营提供了一系列服务。根据项目入驻协议，平台将获得中试成果的部分收益。同济团队通过让石墨烯平台成为鹏霄公司的创始股东，使这部分收益落地；再通过后续融资把公司估值放大，为平台带来收益。
工作人员用叉车搬运复合材料模具。
“我们很看好鹏霄公司的发展前景。”梁勇告诉记者，因为航空发动机风扇叶片位于高性能复合材料产业链的顶端，参考美国同类产品，一片叶片的售价预计高达30万元左右。在新能源汽车、风力发电等很多领域，高性能复合材料也有广阔的应用推广前景。新型研发机构与高校科研团队联手推动成果转化和企业孵化，实现了双赢。
《上海打造未来产业创新高地发展壮大未来产业集群行动方案》指出，高性能复合材料属于未来材料产业集群，要在浦东、宝山、金山等区域提升产业转化承载能力，持续攻关航空发动机用金属基复合材料等技术。
近日，我国首套万吨级48K大丝束碳纤维生产线在金山区投产，给高性能复合材料产业链带来了利好。业内将每束根数大于4.8万根(简称48K)的碳纤维称为大丝束碳纤维，其生产成本仅为小丝束碳纤维的一半左右。“国产大丝束碳纤维可用于汽车、氢能、风电等民用领域，价格比进口大丝束碳纤维便宜，这对鹏霄公司今后的发展很有利。”李文晓的话语中，透着对上海未来材料产业的憧憬。
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