2022年1月11日,第六届中国创新挑战赛暨中关村第五届新兴领域专题赛获奖情况公布,北京材料基因工程高精尖创新中心刘雪峰教授团队获得优秀奖。
刘雪峰教授团队围绕“基于增材制造的卫星飞轮支架轻量化设计”的赛事需求,针对现有卫星飞轮支架存在的重量较大、一阶频率较低以及卫星飞轮安装面放大倍数较高等问题,通过对卫星飞轮支架进行模态分析,得到卫星飞轮支架的振动传递和振幅分布特点,基于材料基因工程理念,提出了新的卫星飞轮支架稳定性和轻量化结构设计方法,设计出新型点阵结构卫星飞轮支架超材料和结构,并在长期从事金属3D打印新技术开发、3D打印金属制品的轻量化结构设计及全流程打印工艺优化的研究基础上,借助自主研发且获授权国家发明专利的金属3D打印技术,开发了轻质稳定卫星飞轮支架的3D打印成形新技术,打印出轻量化卫星飞轮支架,形成了“基于增材制造的卫星飞轮支架轻量化设计与成形”的解决方案。与原始结构轻合金卫星飞轮支架相比,所设计并打印成形的轻量化卫星飞轮支架的重量至少降低16%,卫星飞轮支架带轮一阶频率至少提升70%,且卫星飞轮安装面的最大振幅至少降低21%,具有广阔的应用前景。经过“方案提交、专家点评、现场比测、成果展示”等环节,最终获得了优秀奖。
目前,该团队主要瞄准现代交通领域对复杂形状或人工超结构高性能金属制品的急需,致力于钛合金、铝合金、高温合金、不锈钢和金属基复合材料等的制品3D打印新技术新工艺开发以及新型结构3D打印金属制品研制,开展其推广应用相关研究,助力现代交通领域的跨越式发展。
第六届中国创新挑战赛暨中关村第五届新兴领域专题赛(以下简称“专题赛”)是由国家科技部作为指导单位,科技部火炬中心、北京市科委、中关村管委会和国家国防科技工业局信息中心作为主办单位,共发布赛事需求192项,其中技术问题难题类需求142项,技术成果推广类需求50项。全国22个省、市、自治区,227个单位、团体和个人携335项解决方案报名参赛。经过激烈的比拼,共有152项解决方案获奖。