华东创业赛 |先进自冲铆接技术产品的研发和产业化

1.项目简介：

   随着国家制造业转型升级，钢铁、铝、塑料等多层、异种、复合材料之间结构性连接需求迅猛增长。如何实现它们之间高效、可靠的结构性连接，已成为先进制造领域组装过程中的瓶颈问题。

   传统钢基材料连接通常采用焊接方式实现。近几年也出现了铝基材料之间焊接工艺，但能耗高、焊接质量难以控制，而针对复合材料的通用焊接工艺到目前为止也未解决。螺栓连接、传统铆接工艺需要预先打孔，效率低，不适合自动化生产。可见，高效的多层、异种、复合材料的结构性连接工艺，已经成为以新材料应用为基础的先进制造领域的迫切需求。

先进制造领域的瓶颈问题

   针对这一困扰工业界的棘手问题，本项目研究开发出了一种专门解决多层异种复合材料结构性连接的先进连接技术。如下图所示，自冲铆接( Self Piercing Riveting, SPR)的原理是利用专用装置，驱动特制合金铆钉穿透顶层板材之后，铆钉刃部中空结构在底层板材内形成非穿透式冷变形扩张，形成牢固的结构性连接点。冲孔、铆接一次性完成，快速可靠地实现异种材料之间的牢固连接，是一种革命性的新技术。与传统高温熔焊、打孔连接相比，自冲铆接技术具备的显著优势，将重点服务于新能源汽车等新兴智能制造产业，推动我国先进制造技术的升级换代。

2.成果展示

   项目主要产品系列是自冲铆钉系列、自冲铆接机系列、自冲铆接服务。（1）多种规格型号自冲铆钉，可以铆接总厚度为1mm-10mm的多层复合材料。（2）手持式自冲铆接机便携方便，适合于前期打样、研究及维修工作。立式自冲铆接机、自冲铆接机器人：适合各类大小工件铆接，用于电气行业、新能源汽车等。（3）自冲铆接技术服务，包括针对客户需求，对特种铝／钛合金等新型复合材料开展自冲铆接工艺研究；以及自冲铆接机器人产线应用智能集成。

产品系列

   采用本公司的自冲铆接技术产品后，客户将获得三个十分明显的收益：极大的提高组装效率、大幅提升组装可靠性、显著地降低组装成本。因此，公司产品正在越来越多的应用场合替代国外进口产品。

3.市场前景

   自冲铆接作为先进制造领域的全新基础机械零件和工艺，将引发众多领域组装工艺的更新换代，市场潜力非常巨大。2016年我国紧固件产销量超过720万吨，市场规模达2000亿元。若自冲铆接技术占据10%的紧固件市场份额，就高达200亿元。我国《节能与新能源汽车产业发展规划（2012—2020年）》提出，未来十年内投入千亿元来发展新能源汽车产业，重点之一是要掌握车身轻量化关键技术。车身轻量化意味着车身制造中传统的钢基材料将被轻金属复合材料替代，因此我国自冲铆接产品的需求将随之飞速增长。

   公司目前已经在技术、专利领域占据优势地位，后续重点向高新产业领域推进，进而引领、促使、倒逼现有产业升级换代。最终，公司自冲铆接相关产品成为我国产业升级换代后基础机械元件和装备。

4.创业团队

   项目负责人尹成科，物理学学士、工学博士，德国亚琛工业大学访问学者。现任公司董事长、总经理。尹成科在高端装备制造领域获得了多项国际前沿成果，拥有30多项发明专利。2012年研制成功国内首套磁悬浮人工心脏，该成果被央视报道、接受前总理视察，本人因此获国际ISRBP学会颁发的青年学者奖，成为该学会成立20多年来首位获得此奖项的中国人。2015年研制成功国内首套小卫星用姿态调整磁悬浮动量球和空间正交角速度传感器，技术性能世界第一。多次赴德国开展调查研究，与相关领域内国际前沿产业领域技术专家建立了密切合作关系，开发出了国内首套先进自冲铆接装置和工艺。2017年创立苏州卓尹特机电科技有限公司，致力于先进自冲铆接技术的研发和产业化。

   项目团队其他成员来自中国科学院、德国亚琛工业大学等在机械领域内世界知名研发机构和相关知名企业，在金属材料成型工艺、机构可靠性设计领域有数十年的工程经验，营销团队已经与机器人、自动化应用方面有多年沉淀积累的知名企业建立了长期战略合作关系，在智能制造领域共谋发展。