赋形缓冲减振坐垫设计及其制造模具研制

  
  当前,全球制造业呈现如下发展趋势:顾客需求个性化,多样化,产品生命周期缩短,更新换代加速。在激烈的竞争中,新产品研发周期已变得越来越重要。本项目成果集成了多项现代化的新产品研发技术,自主开发完成了由快速取模、三维非接触式光学测量、CAD/CAM、CAE动态仿真,虚拟设计验证和激光快速成形等技术构成的赋形产品研制工艺,是一项全数字化的新产品快速设计制造技术,可用于交通运载工具和医学等领域个性化产品的快速订制,符合制造业新产品研制技术的发展趋势。项目荣获2004年度天津市科技进步一等奖。
  依据个性化人体尺寸量身设计订做的个性化产品,称为赋形产品。乘员坐垫就是一种典型的赋形产品。赋形设计的目的是使乘员身体外形与坐垫表面均匀贴合,降低接触应力。坐垫采用缓冲减振材料制造,需要有良好的缓冲减振性能。研制高性能的赋形缓冲减振坐垫,可以明显降低施加给乘员的冲击应力、冲击加速度和振动,保护乘员的生命安全,提高乘员在多种运动模式下的舒适性。本项目在2003年成功地为中国首次载人航天飞船研制了赋型缓冲减振坐垫及其制造模具,解决了面向乘员个性化身材进行三维赋形设计的复杂问题,与国外同类产品对比,在研制工艺和设计方案上有很大创新,提高了保护乘员的安全系数,而且确保了在短周期内一次研制成功,避免了因为反复修改设计和修改模具造成的经济损失,降低了研制成本。
  项目研制的坐垫制造模具考虑了人机工程,整体布局合理,操作方便,其保温和密封等结构完全满足设计要求。通过优化铰支点的设计位置,实现了负拔模斜度结构的顺利出模。
  项目完成单位是天津大学及其下属的“天津市快速成形技术工程中心”和“快速原型制造技术生产力促进中心(天津)”。中心是由国家科技部批准成立的国家级快速成形及快速制模技术开发和服务中心。中心凝聚了一只多学科高层次的人才队伍,引进了具有世界先进水平的多种快速成形和快速制模设备、建设了高水平的CAD/CAE分析平台,研究开发了一批关键技术,主要面向制造业企业的新产品开发活动提供快速成形、快速制模、快速测量、快速铸造、产品强度和可靠性计算、CFD仿真、光弹实验分析以及产品工业设计等技术服务。