《台湾清华大学增材制造跨领域研究获台科技部支持》

  • 来源专题:数控机床与工业机器人
  • 编译者: 杨芳
  • 发布时间:2015-12-09
  • 2014年,台湾清华大学动力机械工程学系与纳米工程研究所教授傅建中及其团队参与了台湾科技部工程司当年全力推动的一项增材制造 跨领域研究项目计划,并成功开发一套纳米级3D打印系统,这套平台可以为科研人员提供快速低成本的3D微结构,精度可达150纳米。这项技术将可对先进科技在生物医学、材料工程及物理光学领域的研发产生重大影响。   为此,台湾科技部于近日推出了“双光子3D打印服务平台新创事业”计划,其主旨是协助傅建中团队将这一系统产业化,在新创事业的公司架构与专利布局上提供服务,并学习如何藉由法人机构在推动新创公司多年深厚的经验和许多的成功模式,协助学研机构在公司设立上思考和咨询,降低错误。   成立新创公司 进军国际市场   在科技部的协助下,傅建中团队成员正规划将这项技术发展成一新创公司,提供国内相关需求,并研拟未来进入国际市场。   然而,对于许多从事技术出身的团队成员而言,并不具备创设公司的经验。不过傅建中教授具有台湾清华大学EMBA经历,同时台湾科技部正好在推进“运用法人链结产学合作试行计划”,于是他们向台湾工研院技转中心提出了支援...

相关报告
  • 《我国科技期刊领域研究项目盘点》

    • 来源专题:科技期刊发展智库
    • 编译者:刘晶晶、李苑
    • 发布时间:2023-02-17
    • 编辑工作是学术期刊出版工作的重要一环,拥有一支高素质的复合型编辑队伍是期刊高质量发展的必要条件。近年来,相关部门和机构发布了一系列科技期刊研究项目,推动期刊编辑同时开展编辑工作和学术研究工作,将编辑工作与学术研究工作融为一体,以编促研,以研带编,实现“编研一体”,这既是学术期刊发展对人才的必然要求,也是期刊编辑职业规划和个人发展的现实需要。 科技期刊研究项目的发起单位主要包括:期刊管理部门、期刊研究机构、期刊行业学会/协会,以及各级各类期刊组织。本调研主要总结和梳理了期刊领域较有影响的部门和机构发布的研究项目,如:中国科协、中国科学技术信息研究所(以下简称“中信所”)、中国科学技术期刊编辑学会(以下简称“编辑学会”)、中国高校科技期刊研究会(以下简称“高校期刊研究会”)、中国科学院自然科学期刊研究会等机构(以下简称“中国科学院期刊研究会”)。 1.期刊管理部门 中国科协是我国科技期刊领域各类项目最主要的组织部门,其发布了期刊领域最有影响的中国科技期刊卓越行动计划。近年来中国科协围绕贯彻落实《关于深化改革 培育世界一流科技期刊的意见》,组织发布了若干与科技期刊相关的项目,从学术研究、专业服务品牌、研讨活动以及保障支撑等多方面组织推动,产出了一系列期刊领域的重要报告和成果,包括:组织编写《中国科技期刊发展蓝皮书》《中国科技期刊产业发展报告》;中国科协科学技术创新部推出的“全国学会期刊出版能力提升计划”、中国科协学会服务中心科技期刊项目服务处推出的围绕“中国科技期刊卓越行动计划选育高水平办刊人才子项目”实施“人才培育活动项目”“优秀主编、编辑、审稿人案例遴选汇编项目”“青年人才支持项目”;中国科协学会服务中心科技期刊发展促进处推出的“科技期刊产业发展交流研究系列活动——学清刊壇”等。通过项目、活动、课题等形式,集中了一批具有办刊实践经验和研究能力的机构,跟踪国内外发展趋势,对当前期刊发展关切的问题开展研究,主要包括:期刊集群化建设、高水平英文期刊培育、中文期刊质量提升、期刊传播力和影响力建设以及期刊论文关联汇交等。 2.研究机构 中信所作为国家级公益类科技信息研究机构,其发布的《中国科技论文引文数据库》与期刊发展密切相关。近年来其与出版机构联合成立了若干实验室,也通过设立课题的形式鼓励期刊编辑或相关从业人员开展高水平的研究工作。主要包括: (1)STIC-SN开放科学联合实验室(http://isnlab.istic.ac.cn/ ),该实验室由中信所与施普林格·自然于2021年共同成立,旨在为开放科学及相关领域中科技管理人员、研究开发人员、科学传播人员、社会公众提供学术发展平台和交流机会。该实验室发布的项目主要关注与“开放科学”相关的内容,2021—2022年共有10项课题立项。 (2)ISTIC-CLARIVATE 科学计量学联合实验室(http://itlab.istic.ac.cn ),该实验室是中信所和科睿唯安联合创办的科学计量学实验室,旨在推进我国的科学计量与科技评价工作。该实验室发布的项目主要围绕“科学计量和评价”相关的主题,2016—2022年共有30项课题立项。 (3)ISTIC-T&F学术前沿观察联合实验室(http://itflab.istic.ac.cn/ ),该实验室由中信所和泰勒-弗朗西斯出版集团于2018年联合创办,旨在加强对外交流,推进相关领域的进展,围绕科技期刊相关的主题设置研究方向,2019—2022年共有15项课题立项。 以上联合实验室发布的课题相对主题比较聚焦,多开展与实验室相关的专项专题研究,对课题负责人的要求也比较高,在学历、职称和工作时间等方面规定“具有高级专业技术职称,或具有博士学位,或从事学术研究工作时间5年以上”,更重要的是对学术成果的要求“近2年曾在本领域重要期刊上作为第一作者发表过与申请项目内容相关的学术论文”,这也从某种程度上要求课题负责人持续关注本领域且具有一定的研究基础和研究成果。 中信所还联合爱思唯尔公司成立了ISTIC-ELSEVIER期刊评价研究中心,联合美国千年研究所成立了ISTIC-MI(中信所-美国千年研究所)联合中心、联合美国EBSCO公司创建了ISTIC-EBSCO 文献大数据发现服务联合实验室,与业内出版商或相关研究机构联合成立实验室,一方面有助于扩大机构的影响力,另一方面为行业内从业人员搭建了学习、研究和交流的平台,形成良好的产学研互动,有助于提升期刊从业人员的研究能力和推进科技期刊发展。 3.期刊学会/协会 科技期刊的发展还离不开行业内相关的学协会,学协会能够有效凝聚行业力量,发挥桥梁纽带作用,同时在行业信息、行业指导上具有一定的权威性和示范性。 3.1 中国科学技术期刊编辑学会 中国科学技术期刊编辑学会(http://www.cessp.org.cn/ )于2016年11月21日六届四次常务理事会议上审议通过发布《中国科技期刊编辑学会基金项目管理办法》,基金项目的设立旨在支持有关科技期刊编辑出版及相关领域理论与实践研究,针对中国科技期刊发展中遇到的现实问题提出解决方案。重点资助具有较坚实的理论基础、实证性较强并具有“政策取向”的研究项目,特别是中国科技期刊的发展中遇到的热点、难点问题。在学会的官方网站设立了“基金项目”专栏,目前专栏下发布有管理办法、申报指南、项目申请书和资助项目相关信息,资助项目仅在2016—2017年度资助10项。 3.2 中国高校科技期刊研究会 中国高校科技期刊研究会(http://www.cujs.org.cn/?siteid=1 )在“学术活动”栏目中也发布了“基金项目”的专题,更新了项目申报、中期检查和结题通知等信息,便于及时了解和掌握组织方对研究课题的要求。目前网站主要展示了2018年、2021年、2022年相关年份课题的有关信息。 3.3 中国科学院自然科学期刊编辑研究会 中国科学院自然科学期刊编辑研究会(https://www.stmjsociety.com/ )于2014年发布了《中国科学院自然科学期刊编辑研究会研究课题管理办法》,2017年进行修订,明确了研究课题的设立旨在满足中国科学院和我国科技期刊事业创新发展的需求,引领和推动中国科学院科技期刊编辑的学术研究活动,发挥科技期刊建设方面的智库作用,为中国科学院领导和有关部门提供决策参考,促进科技期刊高素质人才的成长,推动科技期刊的繁荣发展。在研究会官网设置了“研究课题”专栏,发布了2017—2022年历年的课题申请指南、立项结果和获奖名单,对于研究课题的关注者有很强的参考性和借鉴意义。 3.4 小结 梳理上述三个学会的期刊研究项目,可以看出:三者具有相对完善的课题管理办法,中国科学院自然科学期刊编辑研究会开展研究课题工作时间较早,且在网站信息发布上更为全面和完备,一方面是对自身工作的有效宣传,另一方面也有利于课题关注者和申请者掌握信息,从而扩大研究课题的辐射面和影响力。三个学会在具体项目实施方面,也存在一些差异(表1)。 3.4.1面向对象 中国科学技术期刊编辑学会明确研究课题的申报对象为“在项目申请期间缴纳会费的本学会团体或个人会员”,具有一定的课题研究基础者优先。 中国高校科技期刊研究会要求课题负责人所在单位应是研究会单位会员或个人会员,且已按时缴纳会费。 中国科学院自然科学期刊编辑研究会的研究课题面向院内外的全国科技期刊编辑及相关研究人员。 前两者由于其自身具有独立的法人资质和明确的会员属性,因此研究课题的面向对象比较明确,主要面向学会团体和个人会员。后者中国科学院期刊研究会作为由院属科技期刊工作者组成的非营利性群众学术团体,其宗旨是团结广大科技期刊工作者,研究科技期刊的理论、技术和方法,交流编辑工作经验;发挥中国科学院出版管理部门和院属期刊之间的桥梁和纽带作用,加强院属期刊与社会各界、国内外广大同行的联系,面向对象相对开放和广泛。 3.4.2项目分类 中国科学技术期刊编辑学会的项目主要分为学会提出的“重点项目”和广泛征集的“一般项目”和“青年项目”三类。 中国高校科技期刊研究会的项目主要分为一般项目和青年项目,此外还设立了若干专项基金,如:学术诚信与版权专项基金、医学期刊专项基金、高职高专期刊专项基金、“一流高校科技期刊建设”专项基金、民族期刊专项基金,该工作主要由学术工作部和各专业委员会组织实施。2022年高校期刊研究会还联合施普林格·自然中国办公室设立了“施普林格·自然—中国高校科技期刊研究会英文编辑及国际交流人才培养基金研究项目”,旨在鼓励高校科技期刊英文编辑积极开展编辑学研究,加强国际交流,提高办刊的创新能力,培养优秀的实用性高校科技期刊国际交流编辑人才。 中国科学院期刊研究会的项目主要分为委托项目和自由申报项目。委托课题主要围绕工作中需要研究的问题进行专项设立,委托对象为历年研究课题的获奖者或相应工作的承担者;自由申报课题围绕“期刊发展战略与相关政策研究”“方法与技术研究”“期刊管理与工作机制研究”三个方向布局,期刊研究会秘书处全链条管理和组织专家进行研究课题指南发布、课题立项、课题中期评审、课题验收、评审、表彰、应用等项工作。 3.4.3 项目数量 中国科学技术期刊编辑学会规定每年设立不超过10项研究项目,其中在不同类型的项目上也有相应的限制,重点项目每年最多2项,一般项目每年最多4项,青年项目每年最多4项。 中国高校科技期刊研究会根据申请情况,经过研究会领导、学术工作委员会专家、专项工作委员会专家组成的课题评审组严格评审,最终确定课题立项数量。以2021年青年科研基金为例,共收到105项申报标书,其中50项申报课题获得立项,立项率将近50%。 中国科学院期刊研究会主要根据课题申请情况,组织专家进行评审,坚持双盲评审和回避原则,在专家评审的基础上提请秘书长办公会审议,最终确定立项数量,在三大研究方向之下不分配和限制课题数量。以2022年为例,共收到120项课题申请,是上一年申请数量的3倍,针对这一情况研究会确立了“多中选优、优中选优”的工作机制,组织开展了中期考核暨立项专家评审,经秘书长办公会讨论审议,最终批准42项课题予以立项,立项率为35%。 3.4.4 项目经费 中国科学技术期刊编辑学会根据项目类型划分不同额度的经费,重点项目每项2万元,一般项目每项5 000元,青年项目每项5 000元。 中国高校科技期刊研究会根据专家评审情况对课题进行分类,A-C类课题给与1 000~3 000元不等的资助,D类课题无资金资助;专项基金和项目经费相对高,比如2022年“施普林格·自然—中国高校科技期刊研究会英文编辑及国际交流人才培养基金研究项目” A类项目给予10 000元基金资助,B类项目给予5 000元基金资助,C类项目给予3 000元基金资助。值得一提的是,高校期刊研究会的经费是在结题评审结束后进行拨付的,因而在管理上也建议项目负责人所在单位对立项课题给予一定的经费配套。 中国科学院期刊研究会根据专家评审情况对课题进行分类,并结合课题经费总额和当年立项课题数量,区分不同的资助等级,资助金额分2 000~20 000元不等。同时还设置有“立项但不给与经费资助”的课题,用于鼓励和引导参与研究课题的人员积极进取,如果课题负责人严肃认真对待课题研究工作,带领团队最终取得优秀的研究成果,得到了结题评审专家的高度评价,将采取后补助机制给予一定的经费资助。 3.4.5 研究主题 中国科学技术期刊编辑学会2016-2017年度申报指南中,重点项目主要设置了两个研究方向,包括:期刊论文写作与编辑规范、学术不端行为的防范与出版道德规范,鼓励参考国际专业性出版机构的写作与编辑规范内容及我国与编辑出版有关的国家标准,形成相应的论文写作与编辑规范,关注与论文相关的学术不端行为的防范举措、评判标准和程序以及出版道德规范,研究选题贴合期刊工作的实践,并具有明确的问题导向。 中国高校科技期刊研究会的课题主要围绕与科技期刊相关的办刊体制机制研究、编辑队伍建设、质量保障体系、区域集群化、学科集群化建设等,特别关注科技期刊服务高校能力建设,以及一流期刊与一流学科和一流大学建设的关联性问题。其设立的青年基金更多关注编辑出版新技术与新业态研究、科技期刊出版、传播与运营和品牌建设等;专项基金则更加聚焦和明确,比如“施普林格·自然——中国高校科技期刊研究会英文编辑及国际交流人才培养基金研究项目”主要围绕科技期刊国际化,英文科技期刊发展涉及到的英文编辑能力建设、知识产权保护、出版机构、出版平台等选题。 中国科学院期刊研究会紧密围绕“期刊发展战略与相关政策研究”“方法与技术研究”“期刊管理与工作机制研究”三个方向布局研究课题,每个方向设置若干选题。结合历年的选题指南,可以看出:(1)“期刊发展战略与相关政策研究”方向注重前瞻布局和趋势跟踪,包括科技期刊“十四五”规划预研、科技期刊国内外发展战略与趋势、开放科学与科技期刊发展等,突出问题导向,围绕期刊发展的学科集群布局、期刊结构优化、知识服务能力建设等重点和难点,同时坚持政策导向,以“深化改革培育世界一流科技期刊”“中国科技期刊国际影响力提升计划”“办好一流学术期刊和各类学术平台,加强国内国际学术交流”等为切入点展开研究。(2)“方法与技术研究”方向主要探讨新技术新方法在科技期刊中的应用以及新型的传播手段、评价方式等,近年来主要探讨了数据出版、媒体融合、大数据分析、人工智能、期刊评价以及面向用户服务的科技期刊出版研究和知识服务。(3)“期刊管理与工作机制研究”方向主要围绕与期刊实际工作相关的问题设置研究选题,包括:科技期刊出版流程研究、科技期刊与科研诚信建设、质量控制与规范化建设、科技期刊与学科发展、中文科技期刊能力建设、科技期刊人才队伍建设、科技期刊同行评审模式等。 综上,科技期刊研究课题的设立为期刊编辑和期刊界其他从业人员搭建了一种学术交流平台,课题负责人在完成期刊业务工作的同时,有机会开展课题研究,通过课题来思考和研究期刊发展实践中的热点和难点问题,关注期刊发展的趋势动态等,有助于期刊从业人员不断跟踪和研究国内外新趋势、新战略、新政策,及时了解新思想、新观念,掌握和应用新技术、新方法,增强编辑人员的思考能力和问题意识,打开眼界和思路,在开展研究的过程中得到锻炼和提升综合能力,一定程度上能够满足编辑出版人员的发展需求,促进科技期刊高素质人才的成长,“编研一体”有效助力期刊编辑出版人员队伍建设。此外,研究课题的成果凝聚了对现实和发展问题的思考、判断,也能够为期刊管理单位和相关部门提供参考,发挥科技期刊建设方面的智库作用。 需要指出的是,本期盘点主要着重于面向期刊编辑个人的研究项目,对面向机构的项目仅做了粗浅的介绍,具体各项目实施细则和申报情况,以各发布单位或机构为准。 编译:刘晶晶、李苑
  • 《混合数控机床助力金属增材制造》

    • 来源专题:数控机床与工业机器人
    • 编译者:杨芳
    • 发布时间:2017-11-21
    • 自从20世纪八十年代全面启动关于激光器和激光传导的研究进展,对3D 打印技术一直起着关键的推动作用。3D打印技术的标志性应用是直接根据计算机模型来制造原型,这就是为什么多年来它被称为“快速成型”(rapid prototyping)。        人们一直持续研究着几个领域,其中值得注意的是,高功率固体激光器的问世使得3D打印机生产零件所使用的材料范围更为广泛,现在已经将金属囊括进来了。这种相对较新的技术推动了3D打印技术在商业化方面的进展——可以小批量或中批量制造终端零件,其中许多都由金属制成。的确,能够使用金属材料进行3D打印的平均成本(目前大约是50万美金)使其难以只用于生产原型,但是可以用来制造高价值、高复杂性的零件。3D打印技术的适用范围在扩大,因而被重新命名为增材制造(AM),从而不再局限于任何特定的应用,而是强调其工作原理。        从分离到整合        工业制造行业对增材制造的青睐,尤其是金属,加强了对零件后续处理工艺的需求。尤其是,金属零件几乎总是需要进行一些修整的步骤,通常是加工、抛光或磨削(图1)。        图1:重新磨平的叶片部分是用AMBIT激光头修复以及用millGRIND来磨削        增材制造发展初期的动力主要以原型件的制造为焦点,独立的机床结构主宰着这个市场。这种结构很适合设计部门的原型件生产,但对于还需要后续处理加工的制造来说并不是最理想的。特别是独立结构使得零件清洗和转移到下一工序这些工作都需要由人工来完成。        尽管激光增材制造系统在商业上获得了成功,并且具有独特的技术能力,但是还不能生产具有数控加工精度和表面光洁度的零件。当认识到对于增材制造在复杂几何形状和材料选择自由度方面的优势以后,再考虑到需要达到数控加工精度的要求,整个行业对于将这两种技术结合起来的混合加工非常感兴趣。这对于增材制造的研发道路来说是一个关键性的里程碑,它从分离的独立式结构转向与互补性加工设备的一体化整合。        从研究到主流的数控机床        关于增材制造和减材制造技术的组合的研究有着二十年的历史,虽然其带来的效益很有前景,但是直到最近才获得一定的商业化应用。最初的商业化混合产品始于20世纪九十年代后期的一项日本的大学和工业界的联合研究项目, 这个专业的机床将激光粉末熔覆(PBF)与数控机床结合起来,这就是现在Matsuura公司的LUMEX Avance-25。        此外, 大约八年前,学术界和产业界的研究合作开始着手进行金属增材和减材之间的转换,努力想让其如同更换工具一样容易。最终的成果是研发出第一个适合主流数控机床的混合式产品,它给机床增加了激光熔覆(ASTM F42委员会将其定义为一种定向的能量沉积过程)部分(图2)。该系统在2012年被首次展示出来,现在就是我们所知道的由Hybrid Manufacturing Technologies公司研发的AMBIT可转换工具头的激光熔覆系统,它可以将新的和使用过的数控机床升级成能进行金属3D打印的工业3D打印机。        图2:AMBIT系统(见插图)对Hamuel HSTM1000机床中的叶片进行激光熔覆       该系统可以改装到现有的数控机床中,或者被充分整合到新的数控机床中,从而给新的数控机床带来附加功能,例如Hamuel HSTM 1000、Mazak INTEGREX i-400 AM和Elb-Schliff millGRIND。通过将主流数控机床作为平台,这一创新带来了一种新的利用增材制造的方式,被称为“增材制造工艺和应用进步的首个范例”,并荣获2015年国际增材制造大奖(IAMA)。        这种混合技术的核心优势就是它能缩短3D打印金属零件的时间,主要是通过先打印出大体的轮廓来实现近净成形,然后通过打印后加工来获得所需的表面光洁度和精度。一开始,它主要用于形状构建、对原有零件进行表面硬化以及叶片和叶轮的一次性整体修理,只需一个步骤就能在待修复的金属表面上进行在线检测和精加工。这种混合修理方法起初是用于Cummins涡轮增压器叶轮的修复,然后又在发电领域用于叶片修理(图3)。        图3:用混合式数控机床来修复Cummins涡轮增压器的叶轮       从加工到熔覆的切换        正在申请专利的AMBIT激光金属沉积头可以存储在工具库中,并使用标准的工具切换装置来加载到铣削主轴上。加载到主轴后,它将与主轴配套的一个供给装置对接,并由后者来提供激光能量和供给原料,从而在零件上进行非反应性金属粉末熔覆。用同一个数控机床控制器以及定制化的M-codes来控制用于减材的刀具路径。沉积一旦完成,沉积头便会被更换并放回工具库中,然后继续进行加工。将沉积头存储在加工环境以外的地方,可以让其远离机床冷却系统以及其他污染风险(图4)。        图4:AMBIT激光熔覆头在使用过程中被安装在主轴上,此外便存储在工具库中        在数控机床中加入AMBIT系统,需要安装激光器、送粉器、退出装置和激光安全罩。这些装置的安装不会影响数控机床的铣削能力。        从熔覆到柔性激光加工        将AMBIT激光熔覆系统整合到数控机床中,带来了一种新的光束传导方法,能最大化这种混合技术的作用。这给激光加工带来了新的关注点和机遇。        在每一次使用后,将激光加工头从机床工作间移出是为了保护加工头,以及尽可能避免影响机床的加工性能(通过侵入工作区或避免冷却剂的使用等)。为了在标准的机床工具库中存储激光加工头,必须切断光束路径。要保持光学元件的清洁,操作中需要小心密封光束路径以避免污染。过去五年中,研发的重点之一是如何可靠地将这一步骤实现自动化。通过使用屏蔽罩和密封件的组合,我们也能保护好存储在工具库中的激光加工头。         虽然切断光束路径需要额外的步骤来避免污染,但是也给激光加工带来了新的机会。使用工具切换装置来交换加工头,意味着可以在不同的光学元件之间自动切换。这让激光加工的灵活性提升到一个新的水平,只需一次安装便可改变焦斑尺寸、形状,甚至空间能量分布。这使得在同一装置中进行各种激光加工成为可能,例如在激光熔覆和激光抛光或钻孔之间切换。准连续波(QCW)激光器或多种激光源的使用有希望进一步扩大混合数控机床的加工范围。