【教育部重点实验室】先进制造智能化技术教育部重点实验室

发布者:国磊发布时间:2021-10-11浏览次数:10

一、实验室概况

先进制造智能化技术教育部重点实验室依托哈尔滨理工大学机械工程材料科学与工程控制科学与工程等省重点学科,围绕国际学术前沿和国内重大需求,以高端装备制造业为主要服务面向,在黑龙江省高水平大学和优势特色学科建设项目的支持下,重点开展先进切削理论与刀具技术、数字化加工与制造过程智能化、高性能复杂件成型加工及智能化技术、高端装备设计及智能化技术研发及成果产业化等方面的研究。实验室先后承担、完成了国家重点研发计划项目、国家“863”项目、高档数控机床与基础制造装备专项、国家自然科学基金重点项目等各类科研项目400余项,并获得国家级、省部级等奖项20余项。

近年来在黑龙江省高水平大学和优势特色学科建设项目的支持下,实验室在条件建设、人才队伍等方面取得长足发展。实验室现有占地面积6500平方米。所依托的平台主要有机械工程等黑龙江省重点学科3个、国防特色学科2个、省级领军人才梯队7个、省科技创新团队1个、省重点领域创新团队1个、省级研究生优秀导师团队2个及黑龙江省协同创新中心1个。实验室固定人员70人,骨干教师中国家级百千万人才2人;新世纪百千万人才工程国家级人选1人,享受国务院政府特殊津贴专家3人、机械部跨世纪学科带头人1人、龙江学者3人、省杰青4人、省优秀中青年专家2人,已形成一支具有较强科研能力和精干、稳定、结构合理的高水平科研队伍。

结合国家装备制造业重大需求,实验室建立了以科研为主体、产学研相结合的技术创新体系,并发展成为装备制造领域关键技术供给与产业技术自主创新的重要源头和支撑平台。实验室与我国装备制造中骨干企业保持长期产学研联系针对航空航天、能源和汽车等领域典型零件加工所取得的一批代表性成果在厦门金鹭、中国一重、哈电集团、成飞集团、中航哈东安等企业得到较好的转化应用。实验室与美国佐治亚理工学院、瑞典皇家理工学院等国内外知名高校保持长期稳定的科研合作关系目前实验室已建成国内一流的对外开放和资源共享技术创新平台,为全面提升国内装备制造业的产业核心竞争力提供了重要的技术支持。

二、组织结构

学术委员会主任:邓宗全    哈尔滨工业大学

实验室主任: 刘献礼 教授

   三、研究方向和研究内容

1. 先进切削理论与刀具技术

1)先进切削理论及加工控形、控性技术

以解决企业实际问题中发现的各类关键科学问题为契机,开展高效切削与刀具技术方面基础理论的创新工作,重点开展现代切削理论和新型高效刀具等方面的技术研发,形成了以科研为主体、产学研相结合的技术创新体系,进一步强化实验室在装备制造领域关键技术供给和成果转化支撑平台作用。

2)切削刀具精准设计制造技术

针对航空航天、能源等领域典型难加工材料的切削加工过程,重点开展高强度、高硬度材料高速切削用刀具设计制造技术、复合材料高品质切削刀具设计制造技术、超硬刀具设计制造技术、低应力切削刀具技术等航空航天精密刀具的研发,进而达到高效高品质切削技术的实现。

3)切削刀具性能评价理论与技术

结合所研制开发的重型刀具、数控刀具、超硬刀具、特种刀具及新槽型刀片等系列化刀具产品,完善切削刀具安全性设计技术、刀具产品的可靠性设计方法与切削性能评价体系。构建先进切削基础理论研究、技术创新、产品开发、成果转化、创新平台和先进切削加工及其智能化技术创新体系。

2. 数字化加工与制造过程智能化

1)多轴联动数控加工技术

继续开展五轴加工过程刀具切削运动姿态与切削运动轨迹求解方法研究,分析复杂零件工艺规划方法,最终实现多轴联动加工运动轨迹与切削参数的综合优化,建立航空航天典型零件多轴联动高速切削工艺优化参数数据库,继续将研究成果在合作企业推广应用

2)开放数控系统及智能化技术

以国家大力发展智能制造为契机,继续深入开展开放式数控系统的研发,搭建具备感知-决策-控制多层级结构的智能化数控系统,重点攻克预测与感知数据融合下的切削加工全过程综合管控优化技术难题。

3)加工过程综合优化技术

基于大数据、切削工艺优化和信息共享技术,继续完善全寿命周期管控技术的研究,建立复杂刀具全生命周期智能管控等科技创新平台,实现切削过程中加工策略实时可靠性分析、智能补偿和切削加工大数据相结合的智能加工技术应用。

3. 高性能复杂件成型加工及智能化技术

1)高性能铸铁件生产智能检测与调控

继续开展高性能铸铁件生产智能检测与调控技术研究,通过开发多参数综合评价蠕化孕育方法,尝试建立相应的智能评价模型,以期在蠕化孕育效果评价的准确性上获得显著提高。

2)建立智能化挤压铸造生产线,以铝代钢实现汽车轻量化

结合汽车、轨道交通等领域对高品质、高性能、高精度铸件的迫切需求,重点开展镁合金及镁基复合材料的智能化精密成型新技术研究及应用。致力于将不同特征的挤压铸造承力件轻量化结构、模具及工艺研究,开发承力件新产品,推广应用于高端车型。

3)厚大断面球墨铸铁铸件制备基础理论和智能成形技术

继续与东安、哈飞、东轻等企业开展技术合作,在耐热高强镁铝合金、耐磨耐蚀铁合金、薄壁复杂件精密成型等方面取得突破,解决本省航空企业制造高性能轻合金挤压材中存在的生产效率和技术附加值均偏低、生产成本高且形状尺寸精度控制难度大等瓶颈提供技术保障。

4)航天薄壁深腔轻体构件磁性智能介质成形技术

针对目前关于磁性介质成形理论工作的不完善性,继续深入开展磁性介质板材成形工艺方面的研究工作。深入探究磁场作用下磁性介质传递压力的衰减规律,预测磁性介质加压板材胀形件的构型变化趋势。

4. 高端装备设计及智能化技术

1)动力传动及装备智能设计

继续开展高速滚动轴承智能化设计及其全生命周期预测、大规模定制机电产品集成化设计的研发。研究高速电主轴及五轴直驱摆头自主设计制造技术、温度测点优化与热误差建模、电主轴智能热补偿及颤振抑制技术。并深入挖掘轴承原理数学模型,形成完备的自主创新体系,加速成果转化速度。

2)复合材料高效成型装备设计及智能化技术

纤维缠绕增强树脂基复合材料是满足航空航天、国防、交通运输、工业等领域中轻量化、高性能应用需求的关键战略材料。为突破传统复合材料缠绕模式、成型工艺及装备无法有效提升工艺可行性、结构力学性能及成型效率的瓶颈问题,继续开展新型复合材料缠绕模式及其设计方法、稳定缠绕工艺技术和柔性制造装备关键技术的理论研究。

3)机器人辅助医疗装备及医工学技术

围绕口腔、微创介入机器人以及心血管辅助装备领域,对临床医学中存在的生物力学分析、医学图像融合、主从交互、以及医学重建和数值模拟等方面继续开展深入研究。以期通过医工深度融合,驱动医疗创新转化。