助推中国铸造从“大国”变为强国——记华中科技大学教授周建新

华中科技大学教授周建新，高端智能制造领域的武汉最美科技工作者！为实现铸造业工业软件的自主可控，他和团队历经数十年的长期产学研攻关，攻克了铸造工艺全流程缺陷定量预测难、复杂生产模式下生产全流程单件化质量管理与问题追溯难等技术难题。

2023年9月，湖北省科技厅发布入库湖北省实验室亮点科技成果名单（第一批），53项科技成果被纳入省实验室亮点科技成果库，其中包括周建新教授团队的成果“高性能复杂铸造轻合金材料与控形控性工业软件”。

近日，记者对这位以实验室为家的教授进行了专访。

解决国家急需 攻克航空发动机关键技术

1993年，周建新考进华中理工大学(现华中科技大学)学习铸造专业。从此，在母校一路攻读，一直到十年后取得博士学位并留校。2004年，年仅29岁的他被破格升为副教授，2009年晋升教授，半年后又顺利晋升为博士生导师。

21世纪经济的飞速发展，催生了我国航空事业的蓬勃发展，大飞机/大运载等项目成为国家重点工程。然而这些项目也对传统制造业带来了新的技术挑战，如航空发动机钛合金机匣等。

2010年，国内钛合金铸造领头羊单位——北京航空材料研究院研制新一代钛合金机匣铸件，缩孔缩松、卷气夹渣等缺陷导致废品率高，100%让步使用。由于该铸件有126道成形工序，流程超210天，经验试错无法解决该类铸件高品质成形的急需，困难重重。

鉴于周建新及团队在铸造数值模拟领域的影响力，航材院向周建新寻求合作，开展钛合金机匣铸件缺陷控制研究工作。初次接触该零件，周建新发现其几何模型标准文件大于100兆，远超一般铸件水平（≤10兆）。为此，周建新不畏困难与艰辛，身先士卒，多次往返武汉与北京，进行钛合金机匣铸件特征研究，研发了自主知识产权钛合金机匣铸件专用的数值模拟与缺陷预测系统。

以实验室为家，最终团队通过近百轮的数值模拟与近百TB数据的工艺优化，完成了新一代钛合金机匣铸件的缺陷控制与工艺优化，使该类铸件缺陷降低了75%，使我国成为继美国之后，全球第二个掌握大型复杂钛合金机匣整体铸造技术的国家，解决了国家急需。

理论联系实践 铸造从经验走向科学

研制过程中，周建新和团队推动铸造技术“数字化+信息化”，研发了华铸系列工业软件以及“1+N”模式数字化铸造创新平台，应用于航空、航天等领域高性能复杂铸件生产企业共计800余家。

在液态金属充型凝固过程模拟方面，他建立了基于有限差分复合网格技术的温度场、流动场及其耦合数学模型，突破传统的均匀网格与非均匀网格二者只取其一的思路，首次创新性地将复合网格技术应用于铸造过程数值模拟，提出并实现了缩松缩孔等缺陷定量化预测模型。在熔炼环节，周建新开发出了铸造计算机炉料配比“华铸FCS”软件系统。东风汽车有限公司采用该软件后，对商用车铸造一厂某静压造型线进行了改进，大大提高了生产效率等。

“企业生产产品，为社会创造价值，追求的是利润；我们做科研，探索未知领域，为社会获取知识，追求的是创新。我们只有把获取的新知识应用到实际、敢于实践，才能为社会创造更多的财富。”周建新说道。

年复一年，理论联系实践。周建新把科研推到一线，承担了一个个国家级、省部级科研项目。他负责的华铸软件团队2022年入选了由中国产学研合作促进会评选的《创新 使命 担当——中国产学研百佳科技创新团队》。他个人获国家科技进步二等奖2项，成果入选2022年“科创中国”先导技术榜，使铸造从经验走向了科学。