2015年12月1日,教育部科技发展中心对2015年高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)拟授奖项目进行了公示(公示期为一个月)。经高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)奖励委员会审核,教育部领导批准,授奖项目为310项。我校推荐的许家忠、尤波、曾涛、刘立柱教授等合作完成的“复合材料壳体热芯缠绕工艺及其制造装备”项目获科技进步奖-推广类二等奖。教育部科技进步奖(其中含推广类和科普类)授予在应用推广先进科学技术成果、完成重要科学技术工程、计划、项目等方面做出创造性贡献,或在科学普及中做出重要贡献的个人和单位。
项目负责人许家忠教授(博导),研究方向为机电一体化及运动控制技术、复合材料成型工艺及装备。中国复合材料学会理事、国家863项目评审专家、省教育厅“复合材料壳体成型技术工程研究中心”常务副主任。主持国家自然科学基金、省教育厅优秀人才、省自然科学基金、中国博士后基金、市优秀学科带头人等项目11项,参与国家自然基金重点项目、863项目、973项目各1项。发表论文43篇,sci检索8篇、ei检索24篇,授权专利12项,撰写专著1部。获省科技进步二等奖3项(排名第二),中国机械工业科技进步三等奖1项(负责人)、哈尔滨市青年科技奖1项。曾被黑龙江省委高校工委、黑龙江省教育厅授予“优秀共产党员”,“三育人先进工作者”“高等学校师德先进个人”等荣誉称号。
该项目率先研制了基于热芯缠绕新工艺的复合材料壳体成型装备。该装备采用蒸汽对壳体模具进行内部加热,实现复合材料壳体在缠绕的同时原位加热固化,在国际上率先进行了热芯缠绕基础理论研究并研制了国内首台集缠绕、固化、脱模三道工序与一体的复合材料壳体成型装备。率先开发了适用于复合材料壳体热芯缠绕新工艺的工艺设计及优化软件。该软件可实现壳体的缠绕速率、张力和固化制度等工艺参数设计、优化、成型过程仿真及控制代码生成,实现热芯缠绕成型时缠绕和固化工艺的协同优化控制。研究了适合复合材料壳体热芯缠绕工艺的缠绕及固化控制方式,率先研制基于新型热芯缠绕工艺的装备控制系统。控制系统采用上位工控机加下位嵌入式运动控制器和温控表的控制结构,实现多达9芯轴复合材料壳体缠绕、固化及脱模工艺的全自动控制。
该项目成果已在国内外20家大型复合材料制造企业推广应用,其中包括多家国资委直管央企、上市公司、高新技术企业,研制的装备控制系统国内市场占有率达到81%,并出口到美国、哈萨克斯坦、沙特、印尼、泰国等国家。从2006年至今,采用项目成果生产的玻璃钢管道平均年产值为12-15亿元/年,推动我国由玻璃钢管道进口国逆转为出口国,创造了巨大的经济和社会效益。其中:大庆汉维全部生产线均采用该项目研究成果,直接推动该公司在加拿大上市,成为国内首家高压玻璃钢管道出口企业。在国内,生产的管道应用于西气东输等国家重点项目。2014年项目组为全球第二大复合材料管道制造商future pipe industry公司提供全自动玻璃钢管道生产线,应用于该公司在美国、印尼、沙特的工厂,首次实现全自动高压玻璃钢管道制造装备的出口。2015年项目成果直接推动苏州久美在新三板挂牌,成为国内首家挂牌的船舶及海洋平台玻璃钢管道制造企业,生产的管道应用于亚洲最大982海洋石油平台,及世界最先进的极地破冰运输船项目。2015年研制了国内首套基于210kg负载kuka机器人的缠绕工作站样机,实现了复合材料弯头、容器、组合回转体的全自动缠绕,填补了国内空白。