西安交大科研院落户胶州 着力研发高端3D打印技

  近日,西安交通大学青岛研究院项目顺利签约,落户胶州滨海新区。先期进驻的主要有机械学部、电气学部、材料学部和能源与动力学部,各学部带来多项已相对成熟的和正在试验阶段的科研项目,这些科研成果或将优先应用于胶州,促进高端制造业的发展。其中,机械学部带来的3D打印技术,能在短时间内打印造型复杂的个性化产品,甚至能打印出飞机。

  科研院落户胶州

  经过前期半年多的协调沟通,胶州市政府与西安交大双方就共建青岛科研院达成了共识。2月18日,该项目签约仪式在青岛府新大厦举行,项目落户胶州市滨海新区智慧谷,青岛市委副书记、市长张新起和西安交大党委书记王建华出席签约仪式并致辞。

  记者了解到,先期进驻平台主要有机械学部、电气技术学部、材料学部、能源与动力学部、生物与营养学部以及软件学院分院。各个学部都带着相对成熟的科研课题来到胶州,建设中试车间进行批量生产试验,后期还将把更多处在试验阶段的课题拿到胶州科研院进行研究,试验成功后可优先在胶州投产。目前,项目推进小组正在就确定进入的项目及平台建设事宜与西安交大对接,确保合作顺利推进。

  项目对准企业实际

  五大学部的设立,是充分考虑到胶州企业在科研方面的需要设立的。胶州市科技局局长郝国新介绍说,在前期专门举行了校企对接会,一方面了解企业需求,按照需求向学校要技术,同时,科研院的优势项目向企业推介,力求使科研项目不脱离胶州企业实际,科研成果能优先应用于胶州。

  西安交通大学青岛科研院建设具有重要意义。首先,冷链、风电、数字化装备、锅炉辅机等装备制造业,急需新技术的更新换代提升在产业领域的优势地位。其次,作为国家技术创新工程和创新型城市试点,需要通过引进高端研发机构,加快构筑经济社会发展所需要的高技术应用研究、高科技成果孵化与高端人才高地。此外,该科研院的建设有利于引进更多的行业内研发机构、人才和企业,形成集聚效应,促进其与胶州蓝色高端制造业的融合发展。

  软件学院培育硕士

  据悉,科研院校区设施建设时,5个学部和软件学院分院相对独立。软件学院分院计划根据办学条件,今年安排120名应届全日制研究生来胶开展学历教育,待青岛科研院基建完成后,再进一步扩大招生规模。校方确定安排部分全日制工程硕士来胶培训,其培养路径为:在西安交大校内培养一年,跟随教授在胶做研究两年。目前,学校正在遴选来胶的工程硕士专业和来胶研究生数量。关于在职工程硕士的培养,一并随全日制工程硕士培养计划确定。

  此外,西安交大管理学院和公管学院在青岛地区的MBA、EMBA硕士在职培训暂时在青岛进行培养,待滨海新区校区建成后,迁入青岛科研院进行培养。

  3D打印材料复杂

  在引进的科研课题中,最引人注目的是机械学部依托中国工程院院士卢秉恒主持的快速成型制造项目,俗称3D打印。该技术即运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过一层又一层的叠加,最终直接打印出产品,实现数字化制造。

  在最近春节期间热播的电影《十二生肖》中,就用到了该技术。成龙饰演的角色戴一副扫描手套,把兽首摸了一遍,将数据传进电脑,机器依据数据模型很快造出一模一样的仿品。从电影中看到,两支机器手将兽首的粉末状材料层层叠加,这就是3D打印。

  之所以使用打印一词,因其原理与传统打印机相似,都通过电脑操作完成,依图样复制。但本质不同,传统打印机的原料是墨粉,而3D打印机则需要一个庞大的材料系统,根据产品需要而配备各种材料,包括光敏树脂、塑料、尼龙,甚至是金属。打印过程中,两层之间要用胶水固化黏结。

  制造飞机更稳固

  卢秉恒院士表示,3D打印具有制造周期短,适合单件个性化需求等特点,在制造大型薄壁件、蜂窝状复杂结构部件、钛合金等难加工、易热成形零件方面具有较大优势。由于3D打印技术不需要生产线,使得生产成本大大降低、生产周期也得以缩短,同时在很大程度上减少了材料废弃。

  以飞机制造为例,传统飞机制造切削加工要去除95%以上的材料,3D打印技术则利用金属粉末只打印必需的部分,不浪费一点儿金属,节省了原材料。与传统制造方法相比,3D打印制造出的零件更轻,能够实现结构、型面复杂多样,并且都是自然无缝连接,结构之间的稳固性和连接强度要远远高于传统方法。2011年8月,英国南安普敦大学的工程师设计并试飞了世界上第一架打印出来的飞机。这架飞机的外壳是由一款专门打印尼龙材质的3D激光打印机一层层地叠印而成的,相当轻便。鉴于其飞行时速达100公里,其质地紧密程度确实超乎人们的想象。

  以细胞为墨打印器官

  3D打印技术在全球范围内尚处于起步阶段,但成本优势、技术优势、个性化优势多重叠加使得3D打印技术迅速转变为全球先进制造的新动向,被誉为第三次工业革命的典型代表。可以想象,这一技术将带动出一整条产业链,例如有专门设计产品造型的,有专门制作原材料的。技术应用于生活中,每个城市可以有几个3D打印室,顾客想要什么样的产品,到打印室定做。当然,这势必会造成一些传统制造业产生影响。虽然技术还未投产,但未来图景已在郝局长心中成型。目前,西安交通大学、华中科技大学、清华大学、北京航空航天大学、西北工业大学等高校已经取得了一批基础研究和产业化成果,部分甚至处于世界领先水平。

  目前,3D打印技术主要被应用于产品原型、模具制造以及艺术创作、珠宝制作等领域,替代这些领域传统依赖的精细加工工艺,在生物工程与医学、建筑、服装等领域,3D打印技术的引入也为创新开拓了广阔的空间。2010年澳大利亚Invetech公司和美国Organovo公司合作,尝试以活体细胞为墨水打印人体的组织和器官,是医学领域具有重大意义的创新。

  卢秉恒透露,目前已有在青岛建立胶东3D成型技术研究院的设想,主要进行3D打印机身的应用验证以及钛合金飞机机身3D打印、3D成型飞机精密件制造等工艺的产业化开发。

  环保物联网实时监测排污

  近一段时间,潍坊企业向地下水排污事件,暴露出环保部门在监管中的有心无力,而软件学院带来的胶州彩云谷项目,将可能大大提高环保部门监管效率。该项目依托环保物联网总量控制排污权交易云计算系统,环保部门在企业的排污口安放物联网终端,终端可实时监控排污量,由此构成环保物联网;企业每年有允许范围的排污量,没有用完的可进行买卖交易,这种交易许多地区已有先例,在物联网基础上,排污权交易可在云计算平台上进行。环保部门不必再亲力亲为地采样测污,企业反而要经常到系统里查询排污量,以便到云系统里交易。科技局工作人员说,发展起来后,排污权交易系统可能发展成股票交易大厅的形式。

  这一系统的建立,相应地将带动环保仪器、IT、硬件、软件、物联网技术、云技术、数据应用、遥感、导航等一系列与环保相关的国内外优秀企业和研发机构入驻,从整体上提升胶州地区的环保高新技术的实力。

  各学部涉及多个项目

  材料学部涉及电力材料制造中心、轻质电子封装材料中心、环保表面处理中心、生物材料中心,其中电力材料制造中心和轻质电子封装材料中心主要进行成果转化,其他两个中心进行科研实验和中试。

  电气技术学部主要涉及国家海底电气装备实验室和海上飞机场项目,其中国家海底电气装备实验室项目属国家级科技攻关项目,该项目由西安交大工程院院士邱爱慈院长主持。

  能源与动力学部主要涉及节能减排设备中试、生物质可再生能源综合利用、油气洁净能源高效综合利用等项目的实验及中试平台的建设。目前,西安交大能动学院赵钦新教授已与青岛达能环保股份有限公司合作建立青岛达能-西安研究院,正合作开发火电厂烟气深度冷却增效减排技术,未来将继续加强与胶州、青岛的企业合作。

  生物与营养学部涉及线粒体营养品项目,主要进行成果转化。