海洋装备是海洋经济发展和海洋强国建设的核心,涵盖船舶/潜航器等海洋载运装备、深远海风电/养殖/油气浮式平台等海洋资源开发装备。当下,船舶等海洋载运装备在轻量化需求基础上,对防爆、防撞、减震、降噪等功能需求愈发迫切。同时,采用传统钢结构制造的海洋浮式平台等资源开发装备成本过高,亟须开发低成本、高性能浮式平台制造新材料和新方法。增材制造(3D打印)通过“离散—堆积”实现数字化模型直接成形实体构件,改变传统设计制造模式,为海洋装备结构变革提供了契机。
北京理工大学机械与车辆学院与天津滨海—中关村科技园联合共建的北理工新能源与高性能制造实验室,旨在打造科技成果的中试平台。实验室一方面承担学院科研成果的中试验证基地建设,通过与滨海—中关村科技园的深度合作,将实验室阶段的创新成果转化为可产业化的技术方案;另一方面构建校企协同创新平台,服务京津冀协同发展国家重大战略,推动与天津多家龙头企业建立合作机制。
机械与车辆学院跨尺度增材制造团队专注极低成本超大型增材制造技术与装备,形成了超大规格点阵结构3D打印特色方向,突破悬空结构无支撑3D打印的技术难关,以脉冲电弧辅助热丝的悬空结构自由成形新工艺,建立了大型金属点阵结构3D打印新方法。自主研制了多弧并行3D打印系列装备,实现10米级点阵结构3D打印以及效率量级提升,形成了超大规格金属点阵结构多弧并行3D打印技术体系。团队自主研发的40弧并行增材制造投入试生产,可实现非均匀点阵结构自由成形,成为目前媒体公开报道的国际最大金属3D打印机。
当前,海洋经济发展正迎来巨大机遇,能源革命将跨越式推动海洋资源开发。在京津冀协同发展战略背景下,北理工天津中试基地将打造3D打印技术的孵化器、技术革新的推进器、成果产业化的服务器,努力成为“北京高校研发、滨海转化制造”的产学研合作新标杆。
