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科學研究
科研概況+
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機械工程系現擁有機械設計、制造工程和成形制造三個學科方向,設有摩擦學、設計工程、制造工程、機械電子工程、材料成形制造、成形裝備與自動化等6個研究所,并建有摩擦學國家重點實驗室、國家CIMS工程研究中心、先進成形制造教育部重點實驗室、精密超精密制造裝備及控制北京市重點實驗室、生物制造與快速成形技術北京市重點實驗室等國家和省部級科研平臺。此外,還與德國亞琛大學建立了“高端裝備創新設計制造國際聯合實驗室”,與兄弟院系建立的“生物制造與體外生命系統工程交叉學科創新引智基地”,清華大學新材料國際研發中心等國際合作平臺。

機械系科研工作秉承”頂天立地”的宗旨,既面向機械工程的國際學科前沿,又針對國家重大需求,在航空航天、能源裝備、交通運輸、IC裝備以及生醫工程等領域開展基礎研究與先進技術開發。主要研究方向包括:數字化設計與分析、摩擦學基礎理論與技術、微納機械學與摩擦學、表面界面理論與技術、機械零部件與密封技術、機械系統動力學與故障診斷技術、生物機械系統與康復工程、智能制造設備和控制、精密與特種加工技術、機器人技術、IC制造裝備、制造系統自動化與數字化、成形制造理論及計算機模擬仿真、重型裝備設計與制造、成形過程監測控制與智能化、激光加工與微納加工、增材制造與生物制造、航空宇航制造工程等。每年承擔國家重大專項、重點研發計劃、國家自然科學基金項目、國防科研項目以及企業委托科技開發項目等幾百項。

機械工程系在各個歷史時期,為國家的科技進步創造了多項“第一”。1958 年研制成功我國第一臺數控機床,與美、蘇、日幾乎同步,并獲國家科委新技術獎;1960 年代參加完成了我國第一臺核反應堆池殼的焊接制造任務,與企業合作研制了我國第一臺真空電子束焊機、第一臺 60MN 自由鍛液壓機、第一臺劈錐銑等;1970 年代,研制開發了分步重復自動照相機、圖形發生器、光刻機、電子束曝光機工件臺等半導體加工設備;參與研制了我國第一臺預應力鋼絲纏繞 15MN 熱等靜壓壓機,在國際上首次提出了“等剪應力纏繞理論”;進入21 世紀后,機械系更是緊密圍繞國家重大需求,解決了多個行業的"卡脖子"問題。IC 制造裝備方面:研制出我國首臺應用于極大規模集成電路制造的關鍵裝備~ 12 英寸化學機械拋光(CMP)機和65 納米光刻機平面電機雙工件臺樣機。航空制造裝備方面:研制出國內首套飛機整體自動化噴涂系統并正式投產。重

型裝備方面:研制當時世界上最大噸位的 3.6 萬噸黑色金屬垂直擠壓機生產出了我國第一支大口徑厚壁無縫鋼管, 之后又成功研制了世界之最的6.8 萬噸多功能壓機機組,并于2021 年擠壓出了世界上最大口徑的鈦合金無縫管。能源裝備制造方面:

與上海電氣合作研制成功的核電汽輪機低壓焊接轉子,用于我國首臺海外“華龍一號”機組,并于2021 年投運。

1980 年代后在機械工程的多個方面取得重大成果,“FG 及 F-FG 密柵云紋版”分別獲國家發明三等獎(1981)和二等獎(1984)、“新型 MIG 焊接電弧控制法”獲國家發明一等獎(1984)、“紫外曝光分步重復照相機”獲國家科技進步三等獎(1985)、“三自由度支撐系統扇葉動平衡機”獲國家發明四等獎(1987)、“兩自由度肌肉電控制前臂假肢”獲國家發明三等獎(1987)、“切削過程聲發射刀具監視裝置與方法”獲國家發明獎四等(1990)、“計算機磁盤精密帶式振動研拋機”獲國家發明四等獎(1991)、“計算機集成制造實驗系統”獲美國制造工程師學會 CIMS 應用與開發大學領先獎(1994)、“NGY-2 型納米級潤滑膜厚度測量儀”獲國家發明三等獎(1996)、“大型鋼絲纏繞預應力系列壓機”獲國家科技進步三等獎(1998)、“納米潤滑的理論和實驗研究”獲國家自然科學獎二等(2001)、“多功能快速成形制造系統 M-PRMS 技術”獲國家科技進步二等獎(2002)、“復雜非線性系統的某些動力學理與應用”獲國家自然科學二等獎(2003)、“超精表面拋光、改性和測試技術及其應用研究”獲國家科學技術進步二等獎(2008)、“基于ASP/SaaS 的制造業產業價值鏈協同平臺”獲國家科學技術進步二等獎(2012)、“并聯機器人 機構拓撲與尺度設計理論”獲國家自然科學二等獎(2013)、“3.6 萬噸黑色金屬垂直擠壓機成套裝備與工藝關鍵技術研 發及產業化”獲國家科技進步二

等獎(2015)“高效低耗特大型高爐關鍵技術及應用”獲國家科學技術進步二等獎(2016)、“摩擦過程的微粒行為和作用機制”獲國家自然科學二等獎(2018)、“耐酸堿、高速、分瓣式磁性液體旋轉密封關鍵技術與應用”獲國家技術發明二等獎(2019)、“女性盆底功能障礙性疾病治療體系的建立和推廣”獲國家科學技術進步二等獎(2019)。

近年來,在下一代超大規模集成電路制造的超低下壓力平坦化裝備、超精密光刻機工件臺、航空大型復雜部件裝配與涂裝機器人、重型模鍛/擠壓裝備、焊接轉子等重大核心裝備及關鍵零部件的研制,在納米摩擦學、界面減阻、轉子動力學與故障診斷、細胞三維打印、電子束增材制造等基礎前沿研究,取得了一系列理論和技術成果。

近3年,全系師生在國內外學術刊物及學術會議上共發表論文1700篇,SCI收錄論文900余篇;獲得國家發明專利授權743項,其中成果轉化142項,轉化金額和股份共計6649.02萬元。2018-2020累計合同額達11億元,2020 到系3.5億元。




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010-62772677

mayue@tsinghua.edu.cn

北京市海淀區清華大學李兆基科技大樓A401(校園地圖)

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