姚建华 姚建华：科研即艺术，一生追逐激光梦想

浙江在线11月6日“如果要解决一个复杂的工程问题，需要公式、方法还是思维？”

在每年大一新生的第一堂课上，浙江工业大学机械工程学院院长、激光先进制造研究院院长姚建华教授都会提出这个问题。

但他并不要求学生立即给出自己的答案，而是希望启发学生找到自己的学习方向，在浙江工业大学学习、科研、生活的互动中，通过文学与音乐的融合、公式推理等方式获得想象、创新、突破的方法，逐步形成自己独特的创新思维，从而影响自己的一生。这就像姚建华教授的学习和科研经历一样。

浙江工业大学机械工程学院院长、激光先进制造研究所所长姚建华

名牌大学毕业，考上“普通学院”研究生

当姚建华意识到采访正对着镜头时，他坦率地问道:“我需要脱下夹克吗？”

优雅的姚建华经常这样微笑，但他的微笑是克制的，但真诚而直率。他喜欢把工作建立在严谨的研究基础上，但他也是一个“急性子”，经常在半夜突发奇想把自己的想法付诸实践。他思维丰富而不失逻辑严谨，勇于创新，内敛低调，目标专一。

1987年，22岁的姚建华刚刚从浙江大学材料科学与工程专业毕业，然后去陕西机械工程学院读研究生。这个选择有些不可思议，但却是他反复考虑的结果。

在研究材料领域的同时，姚建华一直在探索新的领域，隐约意识到材料与激光的交叉融合将为未来的制造技术带来广阔的前景。从国外报道得知，材料的激光加工技术有望颠覆传统制造业。

“当时在陕西机械工程学院任教的黄教授，成为中国第一批开拓激光与材料相互作用新研究领域以提高汽车发动机性能的行业权威人士之一。因此，我后来成为他的硕士生也就不足为奇了。”姚建华回忆说，“从那以后，我毫不犹豫地踏上了激光技术的寻梦之旅”。

黄教授还推荐结识了交通大学从事机械加工的周教授和中科院上海光机所从事激光加工技术的苏宝荣教授，也为构建材料、机械、光学的交叉知识结构，成为未来国内激光加工技术的领军人物奠定了基础。时至今日，他仍与年近90的苏宝荣教授就科研项目和工业应用进行长谈。

二十年的一致性

无论是学习还是研究，姚建华都有一条异常清晰的主线，他一直在寻找这条主线。

1993年，在国有企业工作三年后，姚建华进入浙江工业大学，成为一名年轻的讲师。为了追求自己的“激光梦想”，他的第二步是成立一所学校“激光加工技术工程研究中心”，建立一个像样的实验室。

姚建华回忆说，当时国内对激光加工的研究还停留在实验室阶段。虽然发表了很多论文，但是没有实际应用，肯定有瓶颈需要突破。

因此，1994年，他首先向学校提交了“发展有特色的相关学科，建立激光加工中心”的建议报告。当时这种想法新奇前卫，学校没有任何基础。直到2000年，随着他的科研水平和教学能力逐渐得到学术界和业界的认可和肯定，学校投入了300万元的启动资金，学校的“激光中心”终于被批准成立。校领导对中心充满期待，提出五年内“冒泡”。

为了早日实现“冒泡”的承诺，起步就困难得多。首先要解决自我操作的问题。学校给了300万，我们也不再不好意思多要钱了。我们需要实现“自我造血”。因为当时几乎没有人知道激光技术，姚建华开始做技术销售员，每天翻黄页，打电话，摆摊，密集接触，走访一家又一家企业。结果黄页被翻了，关门访问企业迷路成了家常便饭。他们白天跑企业，晚上回来加班做实验。“我不要你的钱，给我样品化验就行了。”当时，姚建华的裤兜里只有几个零钱。日复一日，终于，企业的大门被撬开了。杭州汽轮机厂就是其中之一。在成功用激光淬火取代火焰淬火后，企业主动上门，从而赢得了杭州汽轮机、张小泉刀具、东阳缝纫机针板、吉利摩托车、余姚模具等一个又一个企业的信任。“在最忙的时候，企业送来的样品都塞满了实验室外的走廊”。技术终于开始推开，姚建华没有再向学校要运营成本。

姚建华带领的团队不仅出色地完成了学校给出的各项指标，还将预定的“泡泡”时间完全提前了两年，实现了他追求“激光梦”的第三步，得到了企业的认可。

如今，历经20年风雨，激光中心已成为浙江工业大学展示形象和科研实力的标志性窗口。

“在2000年到2010年的‘第一个十年’里，激光加工取代了传统加工，实现了从零开始的市场批量应用。”姚建华的团队升级了刀片、模具、工具和气缸等基本零件的制造。这十年是辛苦积累的十年。“我当时几乎碰了唯一一台CO2激光器上的每个螺丝。”在接下来的十年里，他们以激光加工为基础，突破了外电磁场、动能场等“多能场”复合激光制造技术，实现了激光加工从“从无到有”到“好”的技术升级，用于我国高端制造领域，如大型发电机组、航空空发动机等。这十年是一个新的阶段，激光中心已经成为国内外在这一领域有影响力的研究机构。

自激光中心成立以来，姚建华团队专注于激光表面改性，致力于研究开发，承担了国家支持计划、国家重点研发项目、国家自然科学基金重点项目、国家国际科技合作项目等100多个项目。经过20多年的积累，他获得了国家科技进步奖、中国机械工业科技奖、浙江省科技奖、浙江省技术发明奖等多项科技奖励。在校企合作、科研成果转化方面成绩突出。

不为人知的是，姚建华有机会离开教授职位，成为亿万富翁。

触手可及的亿万富翁

技术和产业的深度结合往往代表了市场价值。姚建华的科研领域恰恰是中国制造业的痛点和难点。由于激光加工技术更多用于大型汽轮机、工模具、化工设备等高端零部件的生产，这些高端零部件往往依赖进口。

上海汽轮机厂是中国生产大功率发电机组的三大动力之一。作为发电机组传动系统的基本部件，1000多片叶片分布在一个机组中，而末级叶片在高速运行时容易受到水的侵蚀，影响整机性能，每片叶片的更换价格相当于一辆奥迪轿车。由于外国公司的垄断和限制，我们不得不高价购买，叶片的抗水侵蚀技术成为我们的“卡脖子”技术。

于是，上海汽轮机厂的技术人员找到了姚建华，提出了自主开发的要求。

凭借多年积累的经验，姚建华团队终于在2007年攻克了汽轮机叶片的核心技术，实现了叶片生产的全部国产化。当时一把刀片的制造成本只有当初进口价格的七分之一。这项技术的突破带来了巨大的经济效益。仅在2011年，上海汽轮机厂安装的21个末级叶片就节省了数亿欧元。

但是这项技术的知识产权几乎是免费给国内专业厂商的。姚建华教授开玩笑说，如果我从现在开始专注于创办公司赚钱，我今天就会成为亿万富翁。

目前，姚建华教授开发的“激光表面复合强化与再制造关键技术”已超过欧美发达国家，其成果已产业化并应用于机械、能源、化工等行业的200多家企业。相关产品覆盖除西藏以外的全国各省市，出口美国、印度、澳大利亚等30多个国家，经济效益显著。

例如，在秦山核电站，姚建华教授团队开发的激光强化技术被应用于重水核反应堆的关键冷却部件，不仅提高了机组的安全性，而且生产出了比进口叶轮使用寿命更长的耐腐蚀叶轮。

例如，为了开发耐腐蚀、锋利、耐磨、无毒、耐高温的牙齿正畸钳，姚建华团队设计了能够适应复杂环境的特殊合金材料，并使用激光熔化牙齿正畸钳上的材料。目前，该技术制造的50多种牙钳已全部出口美国。

又如，姚建华教授的团队还开发了一种激光纳米涂层刀具，它利用激光和纳米技术在普通刀具的刀片上包覆一层纳米陶瓷、镍、钨和其他合金材料，使刀片变得锋利、耐磨、坚硬而不易碎。与普通刀具相比，纳米刀具的耐磨性至少高2-3倍。

姚建华的团队利用科研技术提高了汽轮机运行的可靠性和稳定性，产品性能甚至超过了国外产品。激光处理的工业汽轮机叶片占全国总数的85%以上。

新冠肺炎肺炎疫情期间，很多企业的生产线停产，但随着复工的到来，很多企业作为工业动力源的成套汽轮机设备在短期内难以恢复，带来了经济损失。姚建华教授再次身处险境，攻克了汽轮机转子激光现场再制造技术，将两个月内要修复的原有设备缩短到两天，为数百家企业挽回了数千万的损失，确保了疫情中重要设备和材料的生产。

“许多机会可以让我成为亿万富翁，这也很有吸引力，”姚建华教授承认，“但这不是我的最终目标。”

教书育人:科学家也是艺术家

二年级的第二天，姚建华受到了音乐的启发。当时，音乐老师教他演奏扬琴，他成了学校民间乐队的队长。尽管父母反对，姚建华直到现在仍保持着弹钢琴的习惯。

“音乐和科研有着内在的相通性，属于思维中的节奏活动。没有音乐，就没有创新思维。”姚建华从自己的艺术创作中吸收了科研活动的想象力，受益匪浅。科学研究需要严格的逻辑论证，但这并不意味着思维可以僵化、执着、封闭，而是需要被刺激、碰撞、想象。

因此，他教他的学生，有时他们可以用音乐艺术思维创造性地解决复杂的工程问题，并得到高级思维训练。

未来，姚建华教授和他的团队将面临更多的挑战，比如在激光能量场复合材料制造领域实现原有理论体系的突破，在创新理论的基础上至少在1-2个领域形成颠覆性的“解决方案”；在从国际到国际的一些领域取得领先地位，从而提升中国在国防、交通、航运等领域的先进制造水平。

同时，结合区域经济特点，用激光智能制造技术改造传统技术，实现绿色智能制造，为浙江乃至全国制造业转型升级提供关键技术支撑。

虽然没能成为亿万富翁，但姚建华继续在科研和教学的第一线努力工作。2015年，姚建华从普通教授直接晋升为机械工程学院的执行院长。“这意味着我必须承担更多的大学管理和教书育人的责任。”

同时，激光中心也升格为大学直属研究机构，秉承“特色发展、错位发展、合作发展”的战略，走上国际合作路线，建立了长期合作机制，成为大学国际合作的典范。已经与乌克兰、剑桥、英国和加拿大建立了几个激光技术联合实验室。联合实验室的乌克兰专家弗拉基米尔·科瓦连科院士也获得了2011年中国政府友谊奖。在科研方向，特色发展一直是他的哲学，甚至在激光制造领域，研究也是重点。虽然在激光焊接、钻孔和3D打印方面有许多研究，但用激光表面改性技术升级传统技术一直是他坚定不移的特色研究方向。

现在，姚建华的激光梦想开始结出果实。“没有党委和各级领导的支持，我不可能有今天。”它是在困难时期给予的鼓励和支持。正是“不忘自己的首创精神，持之以恒”的信念支撑着他的20年征程。他把党建工作描述为“原始动力”。

“把我的一生献给植树、教育人民和从科学研究中受益是值得的。”姚建华在追逐激光梦想的道路上勇敢前行。"培养年轻人才，攀登新的科学高峰是我新的目标和任务."