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激光制造、增材制造等高端制造技術，在精密加工、航空航天部件加工等眾多領域得到大量的應用，可以完成傳統加工系統不能完成的大量加工工藝。因為制造工藝復雜，應用涉及眾多重要領域，并且所涉及的三維圖形處理和控制等核心技術一直掌握在國外廠商手里，因此外國一直將這些高端制造技術對中國進行嚴格的出口管控，相關技術和系統也成為了中國急需突破的卡脖子工程。其中，三維圖形處理系統是高端制造系統中極為核心的功能系統，相關技術也被國外所嚴格管控，國內有眾多技術空白需要突破。 針對該現狀，我們對相關核心技術進行了多年的研究，投入了大量的人力物力進行了系統研發，在關鍵技術上形成了突破，并研制出了可用于替代國外產品的核心系統。也因為我們所形成的技術積累，我們承擔了第一批國家重點研發計劃項目“航空航天典型部件激光制造”中的三維圖形處理系統的研究任務，并在實際應用場景中對我們的技術和系統進行了有效驗證。 主要技術指標 （1）可以解析眾多主流三維圖形文件，讀寫其中的各種三維模型數據。 （2）可以分析三維對象的拓撲缺陷。 （3）可以多種方式在三維加工對象表面布局復雜加工圖案。 （4）可以按照加工工藝參數，完成加工區域劃分、圖案分割和圖元空間投影等復雜的功能。 （5）可完成工件裝夾定標、加工區域邊界輸出、加工路徑優化等豐富的功能。 （6）輸出可加工的區域圖案文件，供 5 軸聯動數控中心執行加工操作。 （7）直觀的圖形操作功能。

該成果提供一種高深寬比、溝槽形貌可控、直徑Φ6mm以下的高效微細內溝槽管多級拉拔制造方法，實現原理為：根據微細內溝槽管外徑、齒數、壁厚、深寬比等結構參數要求，以及溝槽截面形狀、表面形貌等產品質量需求，基于內溝槽管拉拔過程的塑性變形規律，設計并制造初始內溝槽管管坯、多級拉拔模具，擬定拉拔工藝；根據擬定拉拔工藝完成多級拉拔，利用金屬在非完全約束成形條件下的塑性流動與拉拔參數之間的映射規律，實現溝槽形貌預定目標，最終實現Φ6mm以下微細內溝槽管的高效制造。 本成果技術在國際上首次提供了一種

中心通過“裝備與工藝的協同創新”，創新發展了具有自主產權的大科學裝置—MOCVD高端裝備，并在硅襯底上生長第三代半導體InGaN黃光LED材料，取得了歷史性突破，將黃光LED的光效由國際上報道的不足10%，提升到了27.9%，結束了國際市場上長期缺乏高光效黃光LED的局面。國際同行、諾貝爾獎獲得者中村修二教授高度稱贊這項成果：“硅基黃光LED的技術水平國際領先，這是屬于中國人首次發明的照明技術，它有非常大的價值。”陳良惠院士領銜的12位業內專家，對

本發明公開了一種氮化硅微米管的制備方法，該方法將去除保 護層的光纖表面涂覆一層均勻的石墨粉后在 300～600℃的溫度區間內 熱解，使光纖表面形成均勻厚度的碳膜；再將光纖在氮氣條件下以 1100～1600℃的溫度區間高溫加熱，使碳膜與光纖表面的二氧化硅產 生反應生成硅，然后硅與氮氣發生反應在光纖表面形成氮化硅薄膜將形成氮化硅薄膜的光纖刻蝕掉，形成中空的氮化硅微米管。該氮化 硅微米管與炭黑進行混合，使氮化硅微米管增強導電性，然后在其中 加入熱熔型粘結劑形成混合物，再均勻涂在洗凈的銅箔表面，可得到 氮化

一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、成果簡介 高溫是很多新材料及制造過程的必須，因為高溫下很多反應才能夠發生并且更快速的發生。然而現有高溫合成與制造技術有以下缺點： 1、溫度有限； 2、升降溫慢； 3、能源時間成本高； 4、過程開發和控制不智能等。 高溫可以實現毫秒或者秒級的材料制造，從而大大加速了材料開發制造過程，允許在短時間內合成制造出大量產品并收集其信息及數據，通過對數據的處理分析，利用機器學習及人工智能的方法去指導新材料開發及智能制造過程，實現材料開發與制造的智能化升級。

本項目系統全面地研究了采用熔融擠出/熱處理/單軸拉伸法(MEAUS)制備鋰電池用聚烯烴微孔隔膜的原理，成功地設計制造了國內第一條熔融擠出/熱處理/單軸拉伸(MEAUS)法制備鋰電池用聚烯烴微孔隔膜的工業化生產線。在此基礎上，研發成功了鋰離子動力電池PP/PE兩層或三層復合隔膜產業化技術。擁有國內唯一動力鋰電池隔膜產品的制造技術。

基于 SAP 的天為制造執行管理系統（簡稱，天為 MES For SAP ）是專門為 SAP 應用開發的 MES 系統，實現了與 SAP 的全面和雙向功能和過程信息的無縫集成。系統結合 TQM 、 JIT 、 LP 等先進管理理念，在 SAP 計劃功能的基礎上，利用大連理工大學 CIMS 中心專家團隊十幾年的研究成果 --- 具有自主知識產權的高級調度算法，實現了基于數據的生產計劃動態調度，幫助企業實現生產現場的精益管理，是企業計劃落實到執行的利器。

機械制造自動化相關技術

本項目從高分子分離膜材料及制備技術入手，通過優化膜材料性能、膜制備工藝，采用界面聚合反應、溶液涂覆交聯等工藝技術，開發了不同膜材料、不同荷電特性、不同切割分子量和面向不同應用領域的復合納濾膜。項目技術包括膜材料配方、生產工藝及產業化制造技術。已獲授權發明專利 3 項。本項目大幅提升了國內復合納濾膜制備及其產品的技術水平，擁有自主知識產權和核心競爭力。系列多功能納濾膜材料制造技術可進行產業化轉化，產品性能處于國內領先、可替代進口，產品可廣泛應用于飲用水凈化、工業流體分離等領域。

鋁及其合金是工程應用最廣泛的結構材料之一。傳統的鋁合金零件通過鑄造、鍛造和粉末冶金等方法制造，與這些傳統制造過程相關的工具設備增加了制造成本和交付周期。3D打印技術由于為制造設計提供了豐富的自由度而廣泛應用于工程零件的制造。現有3D打印技術中，選擇性激光熔化（SLM）是發展最為廣泛的方法之一。但是SLM工藝中的冶金缺陷如許多裂紋、球化和氣孔導致只有有限數量的金屬適合該種工藝，且具備滿足要求的密度、微觀結構和強度。 中南大學粉末冶金研究院李瑞迪研究員和新西蘭奧克蘭大學、中車工業研究院有限公司等單位合作通過對合金元素進行調控和熱處理工藝的探索，發展了一種適用于SLM制備工藝，具有良好抗裂性和高強度Al-Mg-Si-Sc-Zr合金。相關論文以題為“Developing a high-strength Al-Mg-Si-Sc-Zr alloy for selective laser melting: crack-inhibiting and multiple strengthening mechanisms”于4月13日在金屬材料頂級期刊《Acta Materialia》在線發表。 在該項工作中，研究人員設計了一系列Al-Mg（-Si）-Sc-Zr合金，并用霧化合金粉末進行3D打印制備。在沒有Si元素的情況下，Al-xMg-0.2Sc-0.1Zr（x=1.5,3.0,6.0wt.%）合金在制備過程中均易發生熱裂紋，平均裂紋密度隨Mg含量的增加而增大。發現在Al-6Mg-0.2Sc-0.1Zr合金中加入1.3wt%的Si能夠有效地抑制SLM過程中的熱裂紋，同時細化制備合金的微結構，從而提高打印試樣的力學性能。 圖1：不同成分的打印樣品晶粒尺寸和形貌EBSD分析結果：（a）1.5 wt%Mg，合金1；（b）3.0 wt%Mg，合金2；（c）6.0 wt%Mg，合金3；（d）6.0 wt%Mg+1.3 wt%Si，合金4。晶體學取向用倒極圖（IPF）表示。 圖2：Mg和Si元素對試樣斷裂行為的影響。（a）不同合金成分（合金1，合金2，合金3，合金4）的拉應力應變曲線。（b-e）合金1（b）、合金2（c）、合金3（d）、合金4（e）的斷口SEM圖像。 通過對合金成分的進一步微調，研究人員設計了一種新型合金Al-8.0Mg-1.3Si-0.5Mn-0.5Sc-0.3Zr。這種新合金具有明顯的細化微觀組織，由亞微米胞體和胞體中存在的共晶Al3（Sc，Zr）納米粒子（2-15nm）和粒間Al-Mg2Si共晶（Mg2Si直徑10-100nm）組成。打印試樣中形成了高密度的層錯和獨特的9R相。試樣的拉伸強度和延伸率分別達到497MPa和11%。經過時效處理后，試樣的拉伸強度達到550MPa，塑性在8%～17%之間。除了固溶強化、晶界強化和納米顆粒強化外，高密度層錯也有助于強化。 圖3：不同組分（a1-4）合金#4；（b1-4）合金#5的SLM打印樣品的細晶區TEM圖像：（a1-2）合金4的胞狀結構；（a3-4）合金的柱狀結構；（b1-5）合金（b2）的胞狀結構是（b1）的暗場圖像；（b3-4）合金的柱狀組織#5；圖（a2），（a4），（b2）和（b4）顯示了晶間共晶組織；（b5）是SLM-printed Alloy#5細胞的干HAADF圖像和主要元素（Al、Mg、Si、Sc、Mn和Zr）的相應EDX圖譜。 圖4：（a）SLM打印合金#5時效前后的拉伸應力應變曲線。曲線“#5”表示打印合金#5；曲線“#5-HT1”表示360℃時效8h的合金#5；曲線“#5-HT2”表示300℃時效8h的合金#5。（b）在合金#5-HT2斷裂處拉伸試樣的透射電鏡顯示具有高密度位錯和SFs的變形組織。（c）沿[001]方向的變形亞晶中滑移帶和滑移方向的HRTEM圖像。（d）在（-100）面上用（c）圖中標記區域的傅里葉逆變換圖像顯示出高密度位錯。 這項研究成果通過在原有3D打印Al-Mg-Sc-Zr合金中添加Si元素，形成了精細打印微觀組織，獲得了無裂紋的打印合金成分。隨后通過熱處理時效工藝引入高密度層錯并細化晶粒，開發出了一種具有低熱裂敏感性和高強度的新型鋁鎂合金。這項工作提供了一種解決和消除SLM工藝中的冶金缺陷的鋁鎂合金成分設計方法和熱處理工藝，推動了SLM制造技術的工程應用。