華東創(chuàng)業(yè)賽 |先進(jìn)自沖鉚接技術(shù)產(chǎn)品的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化

1.項(xiàng)目簡(jiǎn)介：

   隨著國(guó)家制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，鋼鐵、鋁、塑料等多層、異種、復(fù)合材料之間結(jié)構(gòu)性連接需求迅猛增長(zhǎng)。如何實(shí)現(xiàn)它們之間高效、可靠的結(jié)構(gòu)性連接，已成為先進(jìn)制造領(lǐng)域組裝過(guò)程中的瓶頸問(wèn)題。

   傳統(tǒng)鋼基材料連接通常采用焊接方式實(shí)現(xiàn)。近幾年也出現(xiàn)了鋁基材料之間焊接工藝，但能耗高、焊接質(zhì)量難以控制，而針對(duì)復(fù)合材料的通用焊接工藝到目前為止也未解決。螺栓連接、傳統(tǒng)鉚接工藝需要預(yù)先打孔，效率低，不適合自動(dòng)化生產(chǎn)。可見(jiàn)，高效的多層、異種、復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)性連接工藝，已經(jīng)成為以新材料應(yīng)用為基礎(chǔ)的先進(jìn)制造領(lǐng)域的迫切需求。

先進(jìn)制造領(lǐng)域的瓶頸問(wèn)題

   針對(duì)這一困擾工業(yè)界的棘手問(wèn)題，本項(xiàng)目研究開(kāi)發(fā)出了一種專門解決多層異種復(fù)合材料結(jié)構(gòu)性連接的先進(jìn)連接技術(shù)。如下圖所示，自沖鉚接( Self Piercing Riveting, SPR)的原理是利用專用裝置，驅(qū)動(dòng)特制合金鉚釘穿透頂層板材之后，鉚釘刃部中空結(jié)構(gòu)在底層板材內(nèi)形成非穿透式冷變形擴(kuò)張，形成牢固的結(jié)構(gòu)性連接點(diǎn)。沖孔、鉚接一次性完成，快速可靠地實(shí)現(xiàn)異種材料之間的牢固連接，是一種革命性的新技術(shù)。與傳統(tǒng)高溫熔焊、打孔連接相比，自沖鉚接技術(shù)具備的顯著優(yōu)勢(shì)，將重點(diǎn)服務(wù)于新能源汽車等新興智能制造產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)我國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)的升級(jí)換代。

2.成果展示

   項(xiàng)目主要產(chǎn)品系列是自沖鉚釘系列、自沖鉚接機(jī)系列、自沖鉚接服務(wù)。（1）多種規(guī)格型號(hào)自沖鉚釘，可以鉚接總厚度為1mm-10mm的多層復(fù)合材料。（2）手持式自沖鉚接機(jī)便攜方便，適合于前期打樣、研究及維修工作。立式自沖鉚接機(jī)、自沖鉚接機(jī)器人：適合各類大小工件鉚接，用于電氣行業(yè)、新能源汽車等。（3）自沖鉚接技術(shù)服務(wù)，包括針對(duì)客戶需求，對(duì)特種鋁／鈦合金等新型復(fù)合材料開(kāi)展自沖鉚接工藝研究；以及自沖鉚接機(jī)器人產(chǎn)線應(yīng)用智能集成。

產(chǎn)品系列

   采用本公司的自沖鉚接技術(shù)產(chǎn)品后，客戶將獲得三個(gè)十分明顯的收益：極大的提高組裝效率、大幅提升組裝可靠性、顯著地降低組裝成本。因此，公司產(chǎn)品正在越來(lái)越多的應(yīng)用場(chǎng)合替代國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品。

3.市場(chǎng)前景

   自沖鉚接作為先進(jìn)制造領(lǐng)域的全新基礎(chǔ)機(jī)械零件和工藝，將引發(fā)眾多領(lǐng)域組裝工藝的更新?lián)Q代，市場(chǎng)潛力非常巨大。2016年我國(guó)緊固件產(chǎn)銷量超過(guò)720萬(wàn)噸，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)2000億元。若自沖鉚接技術(shù)占據(jù)10%的緊固件市場(chǎng)份額，就高達(dá)200億元。我國(guó)《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012—2020年）》提出，未來(lái)十年內(nèi)投入千億元來(lái)發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)，重點(diǎn)之一是要掌握車身輕量化關(guān)鍵技術(shù)。車身輕量化意味著車身制造中傳統(tǒng)的鋼基材料將被輕金屬?gòu)?fù)合材料替代，因此我國(guó)自沖鉚接產(chǎn)品的需求將隨之飛速增長(zhǎng)。

   公司目前已經(jīng)在技術(shù)、專利領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位，后續(xù)重點(diǎn)向高新產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域推進(jìn)，進(jìn)而引領(lǐng)、促使、倒逼現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)升級(jí)換代。最終，公司自沖鉚接相關(guān)產(chǎn)品成為我國(guó)產(chǎn)業(yè)升級(jí)換代后基礎(chǔ)機(jī)械元件和裝備。

4.創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)

   項(xiàng)目負(fù)責(zé)人尹成科，物理學(xué)學(xué)士、工學(xué)博士，德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)訪問(wèn)學(xué)者?，F(xiàn)任公司董事長(zhǎng)、總經(jīng)理。尹成科在高端裝備制造領(lǐng)域獲得了多項(xiàng)國(guó)際前沿成果，擁有30多項(xiàng)發(fā)明專利。2012年研制成功國(guó)內(nèi)首套磁懸浮人工心臟，該成果被央視報(bào)道、接受前總理視察，本人因此獲國(guó)際ISRBP學(xué)會(huì)頒發(fā)的青年學(xué)者獎(jiǎng)，成為該學(xué)會(huì)成立20多年來(lái)首位獲得此獎(jiǎng)項(xiàng)的中國(guó)人。2015年研制成功國(guó)內(nèi)首套小衛(wèi)星用姿態(tài)調(diào)整磁懸浮動(dòng)量球和空間正交角速度傳感器，技術(shù)性能世界第一。多次赴德國(guó)開(kāi)展調(diào)查研究，與相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)國(guó)際前沿產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域技術(shù)專家建立了密切合作關(guān)系，開(kāi)發(fā)出了國(guó)內(nèi)首套先進(jìn)自沖鉚接裝置和工藝。2017年創(chuàng)立蘇州卓尹特機(jī)電科技有限公司，致力于先進(jìn)自沖鉚接技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。

   項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)其他成員來(lái)自中國(guó)科學(xué)院、德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)等在機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)世界知名研發(fā)機(jī)構(gòu)和相關(guān)知名企業(yè)，在金屬材料成型工藝、機(jī)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)領(lǐng)域有數(shù)十年的工程經(jīng)驗(yàn)，營(yíng)銷團(tuán)隊(duì)已經(jīng)與機(jī)器人、自動(dòng)化應(yīng)用方面有多年沉淀積累的知名企業(yè)建立了長(zhǎng)期戰(zhàn)略合作關(guān)系，在智能制造領(lǐng)域共謀發(fā)展。