作為工業(yè)發(fā)展的利器，機(jī)械制造技術(shù)是工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，提高機(jī)械制造技術(shù)是實(shí)現(xiàn)國家工業(yè)化的前提，而精密與超聲加工技術(shù)是機(jī)械制造技術(shù)的重要方向。中國機(jī)械工程學(xué)會特種加工分會超聲加工技術(shù)委員會副主任張勤儉就是中國機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域的杰出專家，多年來，他在中國精密與超聲加工技術(shù)領(lǐng)域取得了備受海內(nèi)外行業(yè)關(guān)注的重要成績，是中國業(yè)界公認(rèn)的首屈一指的精密與超聲加工的杰出科學(xué)家。科技日報(bào)記者近日專訪了張勤儉。

　　張勤儉作為中國精密與超聲加工技術(shù)領(lǐng)域的杰出科學(xué)家，已出版中國精密與超聲加工技術(shù)領(lǐng)域?qū)Ｖ浚骸冻暭庸ぜ夹g(shù)》、《電化學(xué)加工技術(shù)》、《特種加工手冊》，從而奠定了他在中國精密與超聲加工技術(shù)領(lǐng)域的杰出科學(xué)家的學(xué)術(shù)地位。他還耕耘不懈，多年來發(fā)表了國家級和國際級學(xué)術(shù)論文90余篇，在中國精密與超聲加工技術(shù)領(lǐng)域取得了首屈一指的科研成果，并且很多科研成果得到了實(shí)際應(yīng)用和推廣。

　　因?yàn)樗慕艹鰧W(xué)術(shù)成就，多家中國國家級專業(yè)期刊如《應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào)》《機(jī)械工程學(xué)報(bào)》《清華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）》和《系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)》，都邀請他作為編委和審稿人，從而進(jìn)一步奠定了張勤儉在中國精密與超聲加工技術(shù)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)權(quán)威地位，也直接和間接促進(jìn)了中國精密與超聲加工技術(shù)的開發(fā)和拓展。

　　張勤儉能同時(shí)取得中國學(xué)術(shù)研究和生產(chǎn)實(shí)踐方面的突出成就，與其數(shù)十年來不斷進(jìn)取的學(xué)術(shù)和科研實(shí)踐相結(jié)合的工作經(jīng)歷是分不開的。

　　1998年，張勤儉以優(yōu)異的成績考取了山東大學(xué)的博士研究生，2001年獲得機(jī)械制造及其自動化專業(yè)的工學(xué)博士學(xué)位。在攻讀博士學(xué)位的三年時(shí)間里，張勤儉共發(fā)表學(xué)術(shù)論文21篇，其中第一作者17篇，SCI檢索論文2篇，發(fā)表在《無機(jī)材料學(xué)報(bào)》期刊上；EI檢索論文2篇，發(fā)表在《硅酸鹽學(xué)報(bào)》期刊上，值得行內(nèi)學(xué)者矚目稱贊的是他作為青年科學(xué)家，他的博士論文部分研究成果已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平。

　　“一定要將科研落到實(shí)處”，這是張勤儉一直堅(jiān)持的科研思路。2001年9月的一天，山東大學(xué)艾興院士找他談話，希望他能留在山東大學(xué)進(jìn)行教學(xué)科研工作，而他婉言謝絕了，他希望能把科研和實(shí)踐結(jié)合，不僅進(jìn)行理論研究，還要有機(jī)會到企業(yè)去鍛煉，了解企業(yè)和行業(yè)的真正需求，讓科研的理論研究落到實(shí)處。于是2001年10月張勤儉在山東大學(xué)取得博士學(xué)位后，進(jìn)入北京市電加工研究所工作，工作中他特別重視理論和實(shí)踐的研究齊頭并進(jìn)，積極在企業(yè)鍛煉學(xué)習(xí)。

　　在北京市電加工研究所工作期間，張勤儉作為第二負(fù)責(zé)人承擔(dān)了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“電火花放電爆炸力對材料蝕除機(jī)理的研究”和“大面積聚晶金剛石（PCD）高效放電光整加工基礎(chǔ)技術(shù)研究”，他在聚晶金剛石精密加工領(lǐng)域開展了許多突破性的研發(fā)工作。他出版了學(xué)術(shù)專著《超聲加工技術(shù)》《電化學(xué)加工技術(shù)》和《特種加工手冊》，并發(fā)表了多篇學(xué)術(shù)論文，多數(shù)論文發(fā)表在EI檢索期刊《金剛石與磨料磨具工程》《中國機(jī)械工程》《系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)》《應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào)》等雜志上。

　　經(jīng)過多年的學(xué)術(shù)研究和實(shí)踐開發(fā)努力，張勤儉在北京市電加工研究所建成了世界上唯一一條以電火花加工為核心的生產(chǎn)線，建成了全世界最大的聚晶金剛石加工基地。每年加工直徑58mm的聚晶金剛石復(fù)合片6萬片，占中國市場的50%以上，他做出了關(guān)鍵性貢獻(xiàn)。這些產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天、石油、地質(zhì)、機(jī)械、電纜等行業(yè)。到目前為止，該基地已經(jīng)創(chuàng)造產(chǎn)值18億多元。張勤儉的貢獻(xiàn)功不可沒。

　　張勤儉具有寬廣的國際化視野，他在2004年、2007年代表北京市電加工研究所，參加了分別在英國愛丁堡和美國匹茲堡舉辦的第14、15屆國際電加工學(xué)術(shù)會議，并宣讀了論文“Neural network modelling and parameters optimization of increased explosive electrical discharge grinding （IEEDG） process for large area polycrystalline diamond（Journal of Materials Processing Technology”“A new technology for laser drilling of precise and micro diamond drawing dies”。該會議是國際特種加工（含超聲加工）研究領(lǐng)域最權(quán)威的學(xué)術(shù)盛會，每三年舉行一次。

　　張勤儉具有出類拔萃的研發(fā)創(chuàng)新精神，他作為研發(fā)團(tuán)隊(duì)主要負(fù)責(zé)人，帶領(lǐng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)研發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的電火花加工綠色節(jié)能電源，節(jié)能70%以上，使得聚晶金剛石的材料去除率達(dá)到了8.8mm3/min，加工效率是GE公司加工效率的10倍，開創(chuàng)了聚晶金剛石世界上最高的加工效率，具有劃時(shí)代的意義。加工后成品的表面粗糙度、平面度、整體厚度尺寸精度均達(dá)到甚至超過美國通用電氣（GE）公司，達(dá)到了世界先進(jìn)水平。

　　張勤儉還首次采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對聚晶金剛石精密研磨的運(yùn)動軌跡進(jìn)行了動態(tài)模擬和速度分析，研磨效率是傳統(tǒng)研磨機(jī)的16倍，創(chuàng)造了聚晶金剛石精密加工領(lǐng)域新的里程碑。

　　知行合一，張勤儉積極把自己學(xué)到的理論知識與聚晶金剛石加工技術(shù)相結(jié)合，他創(chuàng)造性地將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和灰色關(guān)聯(lián)分析理論應(yīng)用于聚晶金剛石電火花磨削實(shí)驗(yàn)研究之中，建立了聚晶金剛石復(fù)合片硬質(zhì)合金層電解磨削的變形方程，加工誤差從以前的0.1mm降至0.02mm，加工效率提高1.5倍，對提高中國行業(yè)的整體水平發(fā)揮了重要的作用。

　　針對聚晶金剛石復(fù)合片分類和檢測效率低、出錯(cuò)率高的問題，張勤儉獨(dú)立開發(fā)了“聚晶金剛石復(fù)合片分類系統(tǒng)”“聚晶金剛石厚度檢測系統(tǒng)”軟件，使得聚晶金剛石檢驗(yàn)效率提高15倍，實(shí)現(xiàn)了聚晶金剛石復(fù)合片分類和檢測的自動化，在質(zhì)量控制中發(fā)揮了獨(dú)特而重要的作用；推導(dǎo)了聚晶金剛石平面度的數(shù)學(xué)方程，開發(fā)了“聚晶金剛石平面度檢測系統(tǒng)”，在國內(nèi)外首次實(shí)現(xiàn)了聚晶金剛石平面度的定量精確測量，使得聚晶金剛石的質(zhì)量評定上升到一個(gè)新的高度，為產(chǎn)品質(zhì)量的高效評估和生產(chǎn)工序優(yōu)化提供了重要依據(jù)。他開發(fā)的這三個(gè)軟件已經(jīng)使用了16年，至今仍在生產(chǎn)過程中發(fā)揮著巨大作用，為北京市電加工研究所創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)8000萬元。

　　張勤儉還主導(dǎo)了大孔徑拉拔模具的研發(fā)工作，提出了電火花慢走絲線切割和超聲加工的復(fù)合工藝，加工周期由原來的3周縮短為1周，加工精度從原來的0.2毫米提高到0.03~0.05毫米。在張勤儉的主導(dǎo)下，北京市電加工研究所因此成為國內(nèi)唯一能解決大孔徑拉拔模具高效精密加工的單位，加工的該類模具占全國市場的80%以上。

　　張勤儉主持了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“金屬微絲拉拔模具精密線拋光機(jī)理研究”和北京市自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目：“集成電路精密引線模具微細(xì)特種加工關(guān)鍵技術(shù)研究”。他通過理論聯(lián)系實(shí)際，研發(fā)了精密微細(xì)超聲加工機(jī)床，模具的尺寸公差小于0.5微米，表面粗糙度達(dá)到了Ra0.01微米，有效提高了拉絲模的制造水平和加工精度，達(dá)到了國際先進(jìn)水平。該成果被中國最大的金剛石拉絲模生產(chǎn)企業(yè)北京迪蒙特佳工模具技術(shù)有限公司應(yīng)用。目前，該公司采用張勤儉研發(fā)的精密微細(xì)超聲加工機(jī)床后，90%以上的微孔模具均采用該機(jī)床加工，這些模具被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、高鐵、汽車、電力、造船、高速電梯、太陽能發(fā)電等領(lǐng)域。該機(jī)床加工的拉絲模精度提高2倍，產(chǎn)品合格率提高了5倍，2013年至2018年新增產(chǎn)值1.1億元，使該公司在中國的市場占有率由20%提高到30%。

　　由于在學(xué)術(shù)領(lǐng)域和精密加工技術(shù)領(lǐng)域的杰出貢獻(xiàn)，他于2005年獲得了中國機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。中國機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)是中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會和中國機(jī)械工程學(xué)會共同設(shè)立、全國性的機(jī)械工業(yè)綜合性科技獎(jiǎng)項(xiàng)，是中國機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)的最高獎(jiǎng)項(xiàng)。

　　張勤儉自2011年5月至2019年3月在北京交通大學(xué)工作，并擔(dān)任數(shù)字化制造技術(shù)與裝備研究所所長，負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)數(shù)字化制造技術(shù)與裝備研究所的科研團(tuán)隊(duì)繼續(xù)從事精密加工技術(shù)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研究和科研實(shí)踐。在擔(dān)任數(shù)字化制造技術(shù)與裝備研究所所長的工作崗位上，他主持了江西省科技廳高校科技落地計(jì)劃項(xiàng)目“礦冶裝備關(guān)鍵部件稀土超磁致伸縮超聲強(qiáng)化技術(shù)研究與應(yīng)用”，研發(fā)了稀土超磁致伸縮超聲強(qiáng)化裝置，并獲得了國家授權(quán)發(fā)明專利。該項(xiàng)目對礦冶裝備中的關(guān)鍵零部件齒輪的強(qiáng)化技術(shù)進(jìn)行了深入研究，并發(fā)表了“齒輪齒面超聲擠壓強(qiáng)化有限元模擬”和“超磁致伸縮超聲強(qiáng)化系統(tǒng)改進(jìn)及理論分析”等論文。張勤儉的科技成果已經(jīng)被推廣到國內(nèi)最大的諧波齒輪減速器生產(chǎn)商深圳市同川科技有限公司。該公司的所有的齒輪都經(jīng)過張勤儉的齒輪超聲擠壓強(qiáng)化系統(tǒng)超聲強(qiáng)化處理，強(qiáng)化后齒輪表面粗糙度降低了45%，表面硬度提高了約30%，疲勞強(qiáng)度提高2-3倍，大幅提升了該公司諧波齒輪減速器壽命性能指標(biāo)，技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國內(nèi)外領(lǐng)先水平。該成果的應(yīng)用為公司創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益5200萬元，使該公司在中國市場的占有率由10%提高到25%。

　　針對高鐵領(lǐng)域的機(jī)械制造問題，張勤儉首次將超聲擠壓強(qiáng)化技術(shù)應(yīng)用與高鐵領(lǐng)域。他在該領(lǐng)域進(jìn)行了前沿的獨(dú)創(chuàng)性的研究，提出的超聲擠壓強(qiáng)化技術(shù)使得工件表面殘余壓應(yīng)力是強(qiáng)化前的23.17倍，使高速列車車軸性能和安全性提高5倍以上，技術(shù)已達(dá)到國際領(lǐng)先水平。該技術(shù)對于高速列車車軸性能的提高具有劃時(shí)代的意義，已成為高速列車車軸不可替代的加工方式。該成果已經(jīng)開始應(yīng)用于中車長春軌道客車股份有限公司高速列車最新型30NiCrMoV12空心車軸的加工。中車長春軌道客車股份有限公司是國內(nèi)行業(yè)中出口最早、出口數(shù)量最多的企業(yè)，代表著中國高鐵的最高水平。該技術(shù)進(jìn)行推廣后，全部車軸都采用該技術(shù)進(jìn)行強(qiáng)化處理，年直接經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)6720萬元。該技術(shù)能確保車軸在全壽命周期內(nèi)的使用率，每年按60標(biāo)準(zhǔn)列輪對折算，年間接經(jīng)濟(jì)效益達(dá)2.4億元。

　　因?yàn)橐陨献吭降膶W(xué)術(shù)成就，他受邀參加了在日本東京舉辦的18th CIRP Conference on Electro Physical and Chemical Machining （ISEM XVIII），并發(fā)表了“Ultrasonic Surface Strengthening of Train Axle Material 30CrMoA”，展示了超聲加工技術(shù)應(yīng)用于高鐵領(lǐng)域的杰出成就。他還在Micromachines雜志上發(fā)表了“The Design of Rare-Earth Giant Magnetostrictive Ultrasonic Transducer and Experimental Study on Its Application of Ultrasonic Surface Strengthening”，并被SCI收錄，該期刊是關(guān)于微型機(jī)械和微機(jī)械方面的技術(shù)和科學(xué)的權(quán)威雜志。2016年，張勤儉參加了全國超聲加工技術(shù)研討會，并獲得了“全國超聲加工技術(shù)研討會優(yōu)秀論文獎(jiǎng)”，其論文“超聲加工技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢”被發(fā)表在EI檢索、中國機(jī)械工程領(lǐng)域最高學(xué)術(shù)期刊《機(jī)械工程學(xué)報(bào)》上。

　　張勤儉作為杰出的超聲加工領(lǐng)域科學(xué)家，在中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會取得了高度的認(rèn)可和權(quán)威地位，他于2014年10月主持召開了中國科學(xué)家協(xié)會“微納制造技術(shù)研究與應(yīng)用”青年科學(xué)家論壇，并得到了中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會的資助。鑒于張勤儉在中國機(jī)械制造領(lǐng)域的杰出貢獻(xiàn)，經(jīng)過推薦和專家委員會評選，2014年11月張勤儉當(dāng)選為中國機(jī)械制造工藝協(xié)會理事。中國機(jī)械制造工藝協(xié)會是中國機(jī)械制造工藝學(xué)術(shù)領(lǐng)域的最高權(quán)威地位的學(xué)術(shù)團(tuán)體，只有中國最頂尖的機(jī)械制造工藝學(xué)術(shù)專家才有資格才能當(dāng)選為中國機(jī)械制造工藝協(xié)會成員。目前當(dāng)選中國機(jī)械制造工藝協(xié)會理事的專家目前只有125人。

　　張勤儉還與美國METechs公司合作，從2017年開始將該技術(shù)應(yīng)用于智能家居中的減速器齒輪的強(qiáng)化，表面粗糙度降低50%，摩擦系數(shù)降低15%，表面硬度提高了20%-30%，使得減速器的噪音降低30%，極大提高了該公司產(chǎn)品的質(zhì)量和競爭力。

　　身為超聲加工領(lǐng)域的杰出學(xué)者和科學(xué)家，因?yàn)樗闹匾艹龅呢暙I(xiàn)，2016年張勤儉被中國機(jī)械工程領(lǐng)域最高學(xué)術(shù)組織中國機(jī)械工程學(xué)會評選為中國機(jī)械工程學(xué)會先進(jìn)工作者。為了更好促進(jìn)超聲加工技術(shù)的學(xué)術(shù)研究，他在中國工程學(xué)會特種加工分會的支持下，積極創(chuàng)建中國超聲加工專業(yè)學(xué)術(shù)組織和擔(dān)任領(lǐng)導(dǎo)職位。作為重要?jiǎng)?chuàng)辦人，2017年他參與創(chuàng)建了中國機(jī)械工程學(xué)會特種加工分會超聲加工技術(shù)委員會并擔(dān)任了超聲加工技術(shù)委員會副主任。中國機(jī)械工程學(xué)會特種加工分會超聲加工技術(shù)委員會是中國機(jī)械工程學(xué)會特種加工分會所屬的中國超聲加工最權(quán)威的學(xué)術(shù)組織，致力于集合中國超聲加工行業(yè)的權(quán)威專家學(xué)者進(jìn)行學(xué)術(shù)研究和推廣，在他的主持和領(lǐng)導(dǎo)下，超聲加工技術(shù)委員會每兩年組織一次全國范圍內(nèi)的學(xué)術(shù)研討會，并編著科研論文成果，對促進(jìn)中國超聲加工技術(shù)的發(fā)展意義深遠(yuǎn)。

　　作為理論聯(lián)系實(shí)際的典型代表，張勤儉的科研之樹上早已結(jié)滿碩果累累，可他依舊不愿停下前進(jìn)的步伐，不分日夜地潛心鉆研，廢寢忘食只為取得更多突破。他說：“超聲加工是制造業(yè)中的典型加工方式，有其他加工方式無法比擬的優(yōu)勢，對制造業(yè)的繁榮至關(guān)重要。希望涌現(xiàn)更多不斷強(qiáng)化創(chuàng)新的科學(xué)家，致力于從事超聲加工技術(shù)方面的研究和開發(fā)，這將對國際制造業(yè)的繁榮和發(fā)展發(fā)揮重要的作用。”

　　這位中國超聲加工領(lǐng)域的優(yōu)秀科學(xué)家的杰出代表，用深厚的理論基礎(chǔ)結(jié)合寬廣的國際化視野，用豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和跨國實(shí)務(wù)，正讓超聲加工技術(shù)方面的研究和開發(fā)驅(qū)動迎接人類更加美好的未來。