国外团队开发激光纹理加工工艺，可提升大型船舶发动机性能

2022-05-23 14:39

近期，来自苏格兰爱丁堡赫瑞-瓦特大学（Heriot-Watt University）的科学家团队宣布，他们与德国的Man Energy Solutions公司和丹麦的TRD Surfaces公司合作，为两艘大型货轮的二冲程发动机上的摩擦盘（Friction discs）开发了一种新的激光纹理加工工艺。据介绍，这种激光纹理摩擦盘可以减少在海上航行的大型船只的维护成本，缩短其停运时间。

他们在两艘横穿欧亚两大洲的大型货轮测试了摩擦盘在其二冲程发动机上的性能。这些摩擦盘在发动机中传递动力，并起到安全装置的作用。它们需要在承受的摩擦力方面进行精确的调控：摩擦力太大，齿轮就会过载；摩擦力太小，又会过早打滑。

据了解，目前这种摩擦盘均经过热喷涂涂层处理以产生摩擦。然而，这种方法并不像发动机和工业领域应用所需要的那样精确。

幸运的是，上述三方团队合作为这些摩擦盘开发的激光纹理加工工艺，已经很好地扭转了这一局面。

赫瑞瓦特大学的邓肯·汉德（Duncan Hand）教授表示:“利用激光进行处理，意味着我们能够在光盘上创建精确、统一和可复制的纹理。我们使用激光脉冲对不同的图案纹样、形状、间距和深度进行实验，目的是创建一个新的表面，能够很好地与对应的物体之间形成摩擦抓力。”

在实验过程中，TRD Surfaces成功将高摩擦的概念与表面硬化过程相结合。它有效地‘冻结’了有纹理的表面，以确保当它与对应的物体接触时不会变形。他们将这项技术在赫瑞-瓦特大学的实验室里进行了广泛的测试，然后在一个专业演示平台上又进行了一番测试。

国外团队开发激光纹理加工工艺，可提升大型船舶发动机性能

三方合作团队在激光纹理处理摩擦盘上测试了不同的纹理间距。（图片来源：Heriot-Watt University）

对于这项工艺的优势，Duncan Hand教授评价表示:“我们获得了比我们预期更高的摩擦系数，而且它在更高程度上可以重现。提高摩擦盘的性能，能够帮助显著节省维护成本，这将受到航运业的欢迎。”

来自Man Energy Solutions的Jesper VejlФ Carstensen表示:“我们需要为我们的一个高摩擦组件找到更好的解决方案。基于赫瑞-瓦特大学和TRD Surfaces之间的合作，我们现在已经具备一个精确的、可控的和可复制的解决方案。作为一个重要的附加组件，我们可以对每个部件进行无损质量控制，并且在发动机中都安装激光表面纹理高摩擦盘。”

上述这项工作是欧盟资助的SHARK项目的一部分，该项目旨在实现激光纹理的工业化。据悉，Man Energy Solutions已经将这一创新商业化，而TRD Surfaces则是激光纹理摩擦盘的供应商。