华中科技大学数字化材料成形与装备团队负责人周华民（左二）与青年教授张云（左一）在查看设备。 （受访者供图）

湖北日报全媒记者 曾雅青

通讯员 张心雨 陈欢

材料成形技术，是连接材料与高性能零部件的桥梁。在材料成形过程中，一点点参数波动都可能造成产品质量不达标。那些肉眼难以分辨的工况变化，该如何处理？

华中科技大学数字化材料成形与装备团队，致力于将材料成形制造“数字化”。他们自主研发的国产材料成形智能装备与仿真工业软件，不仅能提高产品质量，还可以降低制造成本。

今年，该团队荣获2025年度“中国青年五四奖章集体”称号。

“国家需要什么，我们就研究什么”

走进华中科技大学材料科学与工程学院实验室，一台“身形庞大”但精密运转的设备映入眼帘。

这是团队负责人、该院教授周华民带领团队研发的最新一代锂电涂布装备。

2012年，国内锂电装备严重依赖进口。“国家需要什么，我们就研究什么。”导师李德群院士的嘱托萦绕在周华民心头，他决定转向锂电装备研发。

一切从零开始。

团队成员系统学习锂电材料特性和制造工艺，耗时3年自主搭建研发平台。大家长期驻守企业生产一线，边学边研究。

博士生李浩然是团队成员之一。他介绍，涂布机是锂离子电池制造中的核心设备，其作用是将电池正负极浆料涂覆在金属基材（铜箔或铝箔）上，通过干燥形成符合要求的电芯涂层。这一过程直接影响了电池的一致性、安全性等关键性能指标，因此必须保证浆料涂覆均匀且精准。

然而，金属基材非常薄，厚度仅有头发丝的十分之一，人工精确操控机器进行涂覆和干燥几乎不可能。

但这台具有完全自主知识产权的涂布机可以做到——

通过数字化设计对流量与速度进行精确配比，涂布机可实现精确控制，制造出优质电极涂层，为生产高性能锂离子电池奠定基础。

近3年来，周华民团队联合企业开发锂电涂布装备数千台（套），性能指标国际领先，市场占有率全球第一。

为复合材料智能监测提供新方案

团队成员之一、该学院副教授周何乐子是周华民的学生，毕业后留校任教。

她带领团队研发复合材料灌注成形介电监测系统，能对复合材料灌注成形过程的关键环节进行实时监控，精准识别产品内部缺陷，为工艺优化提供可靠数据支持，减少废品率。

研发之路困难重重。

周何乐子介绍，监测系统使用的是介电传感器，监测精度容易被边缘电场干扰影响，“就像两个人在噪音环境中聊天，双方都很难听清楚对方的声音”。

为破解这一难题，周何乐子团队不断尝试。数不清经过多少次数据分析，灵感不期而至——

“学生张峰嘉提出设想，我们观察湖面会发现，只有当石头投入水中时，湖面才会产生水波。那么，介电传感器的监测信号变化是否也有一个像‘石头’一样的触发点？”周何乐子说，受到这一思路的启发，团队开始对介电传感器的信号变化进行深入分析，发现可以运用数学方法对监测信号进行处理，去除信号中的干扰因素。

经过一系列实验和调整，系统分析得到的监测信号最终实现与实际观测信息精准对应，为复合材料的智能监测提供了一种新方案。

接续奋斗引领成形智能技术发展

一代人有一代人的使命。

这个团队建立起“学术带头人—青年学者—青年学子”育人梯队，打造“青蓝相继”育人模式，持续助力青年成长成才。

国家级领军人才计划获得者、青年教授张云大三时便师从周华民。“周老师教我们要敢啃硬骨头，带领我们在国际上率先攻克塑料注射成形智能在线调控技术。”他说。

凭借这一技术，团队通过产学研合作研制出精度全球领先的注射成形装备，在国内首次注射成形出变厚度、大曲率航空透明件，规模化应用于多型号国家重大装备。

博士生丁浚纯在硕士阶段加入该团队，主要负责工业软件开发方面的研究工作。“一点基础都没有，从头开始学。”他回忆，为帮助大家尽快上手，团队老师经常带学生去企业与一线科研人员、工程师面对面交流，收集一手数据和资料。

近年来，团队先后牵头获得2019年和2023年国家科技进步二等奖，国际行业学会评价其为“引领成形智能技术发展方向”。

“数字化材料成形作为将新材料加工成高性能器件的核心技术，是世界科技前沿和国际竞争高地，为党和国家攻克科研难关、培养科研人才，我们义不容辞。”周华民说。