“中亚首份高温合金切削数据库”在皮克大学云平台上正式发布
发布日期：2025-11-05 来源：
2025年10月27日，皮克大学“先进制造技术研究中心”宣布，历经18个月、覆盖6国12家工厂的“中亚高温合金切削数据库（CA-HTS Database v1.0）”正式上线，并向全球高校与科研机构开放查询接口。该库收录了包括Inconel 718、GH4169、Ti-6Al-4V等15种典型航空/燃机材料的102,400条切削记录，涉及切削速度、温度、刀具磨损、表面粗糙度等58项参数，是目前中亚地区规模最大的开放式切削数据集。
1. 研究背景
高温合金广泛应用于航空发动机与燃气轮机热端部件，但其导热系数低、加工硬化倾向大，导致切削效率低、刀具寿命短。缺乏系统性、可对比的加工数据已成为制约中亚高端装备制造升级的瓶颈。2024年1月，皮克大学联合德国亚琛工业大学切削技术研究所（WZL）启动“HTS-Cutting”虚拟联合项目，利用学校已建成的Pike-Cloud Factory网络，对分布在比什凯克、阿拉木图与奇姆肯特的5轴加工中心进行实时数据采集。
2. 技术路线
传感层：每台机床配备Kistler 9123C测力环、红外热像仪与声发射传感器，采样频率40 kHz。
边缘计算：采用树莓派CM4+FPGA异构节点，实现毫秒级特征提取与数据压缩。
云端汇聚：通过MQTT over TLS 1.3协议上传至Pike-Cloud数据中心，使用Delta-Lake架构存储，自动去重与版本管理。
质量验证：随机20%数据经WZL实验室对比测试，误差<2%，满足EN ISO 3685标准。
3. 核心突破
① “颜色-温度-力”三维模型：研究团队首次将切削区RGB热像与力信号融合，建立基于深度学习的表面粗糙度预测模型，预测精度R²=0.93，相比传统单一特征提升12%。
② 数字孪生刀片寿命预测：通过集成声发射RMS值与刀具几何退化曲线，模型可在刀具磨钝前15分钟发出一级预警，减少意外停机32%。
③ 开放API：数据库提供RESTful与GraphQL双接口，支持Python、Matlab、R三种语言SDK，10行代码即可完成调用。pip install pike-hts 一键安装后，示例代码：
import pikehts as ht
df = ht.load(material='Inconel718', vc_range=(50,120))ht.scatter_plot(x='Temperature', y='Ra', color='Vc', save='temp_ra.png')
4. 应用与影响
教学：皮克大学《高级数控加工》课程已将数据库纳入线上实训模块，学生可实时调用真实工况进行工艺仿真。
产业：金风科技中亚叶片厂采用寿命预测模型后，产线刀具更换频次下降18%，年节省成本约42万美元。
科研：项目上线首周，收到来自韩国、印度、俄罗斯等8所高校的API密钥申请，累计下载数据量3.2 TB。
5. 未来计划
2026年，团队将扩展数据库至增材制造与复合材料切削领域，并引入区块链溯源技术，确保每一条数据可追踪、不可篡改。中心同时启动“HTS-Cutting Challenge”国际算法大赛，总奖金10万美元，邀请全球开发者共同优化刀具寿命预测模型。
6. 访问方式
皮克大学科研与知识转化处负责人Bektur博士表示：“开放数据是智能制造的‘新石油’，我们希望借此把中亚的加工声音转化为全球共享的知识语言。”
（摄影：信息中心；编辑：Talantbek uulu Bektur；审核：科研处 刘美辰）