大家好，我们是来自德国慕尼黑工业大学的 TUM Boring 团队。我们设计并制造了一台下一代掘进机，参加了 2025 年在德克萨斯举办的国际 Not-a-Boring 比赛——并最终夺冠，同时创造了新的隧道掘进距离纪录。凭借清晰的愿景、精确的工程设计和大胆的团队协作，我们证明了创新与智能工程结合时的无限可能。
我们成功的核心是一台自主研发的下一代隧道掘进机——模块化设计、性能强大，由我们慕尼黑工业大学的学生团队亲自设计制造。它能够在各种地质条件下可靠运行。这台机器奠定了我们创纪录表现的基础，并指导了我们在整个过程中做出的每一个决策。
在参与 2023 年 Not-a-Boring 比赛的经验基础上，我们对理念进行了优化与拓展，从而打造出这台刷新记录的掘进机。
切割头——创纪录隧道掘进机的核心部件
从概念到创纪录掘进机：TUM Boring 2024 项目
由 The Boring Company 主办的 Not-a-Boring 比赛的主要挑战很明确：尽可能快速地掘进一条 30 米长的隧道。对于 TUM Boring 团队来说，这意味着需要将高性能与最大灵活性相结合。我们将设计重点放在三个关键方向：
- 切割头扭矩提升
- 最大隧道长度延长
- 适应多种地质环境
尽管比赛规则提供了较大的设计自由度，但各队仍需满足严格的安全要求，并在基础设施限制内工作。根据当地土壤样本，我们预计会遇到黏性粘土，因此在切割头内部设计了基于泡沫的防粘附系统。但现场情况却是土质更为坚硬，意外地减缓了掘进速度，这也凸显了适应性的关键性。
精密工程：从流体力学到有限元分析
地面调节系统中的旋转接头是最复杂的子系统之一。该部件需要将泡沫从非旋转部分传输到机器的旋转部分——直接送入切割头——因此对公差要求极高，同时表面质量必须非常精细。
新切割头的组装
我们使用 Autodesk Fusion 设计整台掘进机——利用其云协作功能实现实时团队合作。我们的工程工作流程包括：
- 结构化的需求定义阶段
- 多轮概念迭代，通过决策矩阵进行评估
- 使用 3D 打印原型进行概念的物理验证
- 采用有限元分析（FEM）和计算流体力学（CFD）模拟评估机械与流体性能
在 Autodesk Fusion 中进行隧道掘进机的设计流程
整个设计、制造和组装流程都经过优化，以适应紧张的时间安排。我们优先设计并订购交付周期最长的零件，尽管部分零件仍接近或超过了截止时间。总体而言，我们尽可能使用标准化零件，以降低成本并缩短交付时间。定制 CNC 零件由于体积大，多由外部合作伙伴制造；而复杂度很低且交付紧急的零件，则在我们自有的铣削或车削设备上进行生产。
尽管这次比赛前我们最终并未使用，但将 Xometry 作为战略性后备，用于应对意外零件或紧急设计变更，给了我们极大的安心感。知道手中有“王牌”——在时间和灵活性关键时刻，能够快速交付精密 CNC 零件——让我们能够专注且充满信心。展望未来，我们计划在后续开发周期中更加依赖这一快速制造方式。
组装过程——与我们的设计方法类似——遵循“分而治之”策略：先分别组装各个子系统，再将其整合到整机中。同样的原则也指导了测试阶段：每个子系统单独测试，然后与其他系统组合，最终整机及其所有子系统一同投入运行。
隧道掘进机在美国的最终组装
转向液压系统的组装
胜利、里程碑与未来展望
最令人振奋的时刻，是当我们意识到不仅赢得了比赛，还创造了新的隧道掘进长度纪录。此前的记录约为 20 米，而我们钻进了 22.5 米。尽管我们的机器设计能够掘进更远，但比赛现场意外坚硬的地质条件带来了挑战，这也让这一成就更具意义。这是一个重要里程碑，为一年多的紧张准备、工程冲刺和无数小时的团队协作画上了圆满句号。
而这远未结束：下一届比赛已定于 2026 年举行。新的 TUM Boring 团队正在组建，将以新机器、新想法和更高目标，继续突破极限。
2025 年 TUM Boring 展示活动现场，团队在 Not-a-Boring 比赛前展示了他们的隧道掘进机
课堂之外的工程教育
我们学到的经验远不止于机械知识。总结出三个关键收获：首先，人是最终的成功因素——包括团队成员及其支持者；其次，分而治之：将项目拆分为子系统可以防止混乱，并促进并行创新；最后，像 Xometry 这样的行业合作伙伴不仅是供应商，更是战略助力。
TUM Boring 团队在 Not-a-Boring 比赛的现场工作和展示活动照片
伟大的创意吸引优秀的合作伙伴——清晰传达技术创新能够赢得支持。隧道掘进机的成功从来不是个人努力的结果，而是工程卓越、团队精神以及在关键时刻可靠伙伴共同作用的成果。
从最初的草图到最终成果，每个项目都带给我们宝贵的经验和故事。你最具挑战性的项目教会了你什么？欢迎在评论中与我们分享。