大家好，我們是來自德國慕尼黑工業大學的 TUM Boring 團隊。我們設計並製造了一台下一代掘進機，參加了 2025 年在德克薩斯舉辦的國際 Not-a-Boring 比賽——並最終奪冠，同時創造了新的隧道掘進距離紀錄。憑藉清晰的願景、精確的工程設計和大膽的團隊協作，我們證明了創新與智能工程結合時的無限可能。
我們成功的核心是一台自主研發的下一代隧道掘進機——模組化設計、性能強大，由我們慕尼黑工業大學的學生團隊親自設計製造。它能夠在各種地質條件下可靠運行。這台機器奠定了我們創紀錄表現的基礎，並指導了我們在整個過程中做出的每一個決策。
在參與 2023 年 Not-a-Boring 比賽的經驗基礎上，我們對理念進行了優化與拓展，從而打造出這台刷新紀錄的掘進機。
切割頭——創紀錄隧道掘進機的核心部件
從概念到創紀錄掘進機：TUM Boring 2024 項目
由 The Boring Company 主辦的 Not-a-Boring 比賽的主要挑戰很明確：盡可能快速地掘進一條 30 米長的隧道。對於 TUM Boring 團隊來說，這意味著需要將高性能與最大靈活性相結合。我們將設計重點放在三個關鍵方向：
- 切割頭扭矩提升
- 最大隧道長度延長
- 適應多種地質環境
儘管比賽規則提供了較大的設計自由度，但各隊仍需滿足嚴格的安全要求，並在基礎設施限制內工作。根據當地土壤樣本，我們預計會遇到黏性粘土，因此在切割頭內部設計了基於泡沫的防粘附系統。但現場情況卻是土質更為堅硬，意外地減緩了掘進速度，這也凸顯了適應性的關鍵性。
精密工程：從流體力學到有限元分析
地面調節系統中的旋轉接頭是最複雜的子系統之一。該部件需要將泡沫從非旋轉部分傳輸到機器的旋轉部分——直接送入切割頭——因此對公差要求極高，同時表面品質必須非常精細。
新切割頭的組裝
我們使用 Autodesk Fusion 設計整台掘進機——利用其雲協作功能實現即時團隊合作。我們的工程工作流程包括：
- 結構化的需求定義階段
- 多輪概念迭代，通過決策矩陣進行評估
- 使用 3D 列印原型進行概念的物理驗證
- 採用有限元分析（FEM）和計算流體力學（CFD）模擬評估機械與流體性能
在 Autodesk Fusion 中進行隧道掘進機的設計流程
整個設計、製造和組裝流程都經過優化，以適應緊張的時間安排。我們優先設計並訂購交付週期最長的零件，儘管部分零件仍接近或超過了截止時間。總體而言，我們盡可能使用標準化零件，以降低成本並縮短交付時間。定制 CNC 零件由於體積大，多由外部合作夥伴製造；而複雜度很低且交付緊急的零件，則在我們自有的銑削或車削設備上進行生產。
儘管這次比賽前我們最終並未使用，但將 Xometry 作為戰略性後備，用於應對意外零件或緊急設計變更，給了我們極大的安心感。知道手中有「王牌」——在時間和靈活性關鍵時刻，能夠快速交付精密 CNC 零件——讓我們能夠專注且充滿信心。展望未來，我們計劃在後續開發週期中更加依賴這一快速製造方式。
組裝過程——與我們的設計方法類似——遵循「分而治之」策略：先分別組裝各個子系統，再將其整合到整機中。同樣的原則也指導了測試階段：每個子系統單獨測試，然後與其他系統組合，最終整機及其所有子系統一同投入運行。
隧道掘進機在美國的最終組裝
轉向液壓系統的組裝
勝利、里程碑與未來展望
最令人振奮的時刻，是當我們意識到不僅贏得了比賽，還創造了新的隧道掘進長度紀錄。此前的紀錄約為 20 米，而我們鑽進了 22.5 米。儘管我們的機器設計能夠掘進更遠，但比賽現場意外堅硬的地質條件帶來了挑戰，這也讓這一成就更具意義。這是一個重要里程碑，為一年多的緊張準備、工程衝刺和無數小時的團隊協作畫上了圓滿句號。
而這遠未結束：下一屆比賽已定於 2026 年舉行。新的 TUM Boring 團隊正在組建，將以新機器、新想法和更高目標，繼續突破極限。
2025 年 TUM Boring 展示活動現場，團隊在 Not-a-Boring 比賽前展示了他們的隧道掘進機
課堂之外的工程教育
我們學到的經驗遠不止於機械知識。總結出三個關鍵收穫：首先，人是最終的成功因素——包括團隊成員及其支持者；其次，分而治之：將項目拆分為子系統可以防止混亂，並促進並行創新；最後，像 Xometry 這樣的行業合作夥伴不僅是供應商，更是戰略助力。
TUM Boring 團隊在 Not-a-Boring 比賽的現場工作和展示活動照片
偉大的創意吸引優秀的合作夥伴——清晰傳達技術創新能夠贏得支持。隧道掘進機的成功從來不是個人努力的結果，而是工程卓越、團隊精神以及在關鍵時刻可靠夥伴共同作用的成果。
從最初的草圖到最終成果，每個項目都帶給我們寶貴的經驗和故事。你最具挑戰性的項目教會了你什麼？歡迎在評論中與我們分享。