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受控電弧增材制造技術(shù)，是一種高效低成本增材制造技術(shù)。本技術(shù)主要包括受控電弧增材制造(3D打印)系統(tǒng)裝備和和工藝技術(shù)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)大型零部件產(chǎn)品的整體增材成形，研發(fā)了機(jī)器人受控電弧增材成形系統(tǒng)裝備和工藝、數(shù)控專機(jī)型受控電弧增材成形系統(tǒng)裝備和工藝，可實(shí)現(xiàn)不銹鋼、高強(qiáng)鋁合金、高強(qiáng)超高強(qiáng)鋼、有色合金等中大型零部件的增材成形零部件。受控電弧增材成形速度10kg/h，表面粗糙度0.5mm，代表了國(guó)際3D打印技術(shù)新的發(fā)展方向，可在航空、航天、海洋工程、國(guó)防、軌道車輛、新能源、船舶、石油化工、重型機(jī)械等各行業(yè)獲得

適用于院校智能制造、機(jī)電一體化、機(jī)械制造相關(guān)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)室設(shè)備建設(shè)、搬遷及改造，包括數(shù)控加工程序管控與機(jī)床設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、生產(chǎn)線的質(zhì)量監(jiān)控與質(zhì)量追溯、生產(chǎn)線的工業(yè)應(yīng)用管控平臺(tái)與教學(xué)平臺(tái)的集成及MES系統(tǒng)優(yōu)化等 。

高精度模具制造

機(jī)械制造

針對(duì)國(guó)內(nèi)鍛造行業(yè)工廠具備的多品種、大批量、不能一物一碼追溯的特點(diǎn)，以及自動(dòng)化程度和信息化水平普遍較低的現(xiàn)狀，開(kāi)發(fā)了擁有十多項(xiàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的制造執(zhí)行系統(tǒng)，已在多家鍛造工廠成功實(shí)施。 鍛造工廠制造執(zhí)行系統(tǒng)包括六大子系統(tǒng)：企業(yè)資源信息管理系統(tǒng)；產(chǎn)品工藝編制以及報(bào)價(jià)核價(jià)系統(tǒng)；生產(chǎn)過(guò)程二維碼追溯系統(tǒng)；鍛造模具成套管理及壽命預(yù)測(cè)系統(tǒng)；面向異構(gòu)設(shè)備的多源信息融合工況辨識(shí)與統(tǒng)一管理系統(tǒng)；生產(chǎn)信息定制及云端發(fā)布查詢系統(tǒng)。

本項(xiàng)目采用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專利技術(shù)，制備具有微濾和超濾特性的陶瓷中空纖維膜。本項(xiàng)目采用特殊工藝先通過(guò)擠出制備中空纖維原生膜，然后將涂膜液浸涂在中空纖維原生膜表面，經(jīng)過(guò)特殊燒結(jié)工藝，得到陶瓷中空纖維超濾膜，本方法也可應(yīng)用于蜂窩狀陶瓷超濾膜。本項(xiàng)目的特點(diǎn)是：工藝簡(jiǎn)單，所用原料價(jià)格低廉，沒(méi)有昂貴的設(shè)備；中空纖維或管式原生膜外表面浸涂勃母石溶膠一步燒結(jié)制備出不對(duì)稱結(jié)構(gòu)的陶瓷中空纖維和管式超濾膜，大大降低了燒結(jié)成本，進(jìn)而降低陶瓷膜制備成本。

軸承智能制造生產(chǎn)示范線以滾動(dòng)軸承裝配為應(yīng)用場(chǎng)景，基于云平臺(tái)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，研制出滾動(dòng)軸承機(jī)器人自動(dòng)裝配作業(yè)生產(chǎn)線；運(yùn)用數(shù)據(jù)化設(shè)計(jì)技術(shù)，建立滾動(dòng)軸承機(jī)器人自動(dòng)裝配生產(chǎn)線三維數(shù)字化模型，結(jié)合深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)軸承裝配作業(yè)流程優(yōu)化和仿真；借助無(wú)線網(wǎng)和傳感器，實(shí)時(shí)采集滾動(dòng)軸承裝配生產(chǎn)的過(guò)程數(shù)據(jù)，并上傳云端，應(yīng)用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，自動(dòng)生成滾動(dòng)軸承裝配生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)報(bào)表；采用云端軟件架構(gòu)，開(kāi)發(fā)集滾動(dòng)軸承裝配生產(chǎn)過(guò)程管理、實(shí)踐教學(xué)管理、在線課程和遠(yuǎn)程教學(xué)指導(dǎo)等功能于一體的管理軟件，為工科學(xué)生或企業(yè)員工學(xué)習(xí)云制造技術(shù)，提供一款忠于工業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)景，云制造技術(shù)要素齊備，工藝流程短小精悍，便于實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)組織和開(kāi)展的典型生產(chǎn)線。 滾動(dòng)軸承裝配柔性生產(chǎn)組成：由原料貨架、AGV、滾動(dòng)軸承自動(dòng)裝配單元、工業(yè)相機(jī)、貨架等硬件設(shè)備構(gòu)成。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)組建：機(jī)器人、PLC、AGV、工業(yè)相機(jī)等節(jié)點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)傳感器，通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相連接。生產(chǎn)線數(shù)字化模型建立：利用虛擬仿真軟件創(chuàng)建設(shè)備三維數(shù)字化模型。生產(chǎn)工藝流程重組、優(yōu)化和仿真：基于效率、能耗或設(shè)備利用率等，運(yùn)用智能調(diào)度算法，實(shí)現(xiàn)過(guò)程模擬仿真、流程規(guī)劃。生產(chǎn)過(guò)程精細(xì)化管理和智能決策：建立生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)，利用工業(yè)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，自動(dòng)調(diào)整生產(chǎn)工藝參數(shù)。

2019年上海市技術(shù)發(fā)明特等獎(jiǎng) 燃料電池“高功率密度、大功率輸出、長(zhǎng)壽命運(yùn)行、低成本制造”是長(zhǎng)期制約燃料電池汽車規(guī)?；茝V的國(guó)際難題，變革燃料電池核心部件，采用金屬雙極板替代現(xiàn)有石墨雙極板，是破解難題的有效途徑。上海交通大學(xué)來(lái)新民教授團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)十余年研發(fā)，與上汽集團(tuán)、新源動(dòng)力、上海治臻等企業(yè)開(kāi)展產(chǎn)學(xué)研合作，發(fā)明了薄型金屬雙極板設(shè)計(jì)與制造新方法、新工藝和新裝備。主要發(fā)明如下： 1、提出了“島群-流道”復(fù)合的大規(guī)模并聯(lián)流場(chǎng)均勻分流原理，解決了現(xiàn)有叉分流道分流的過(guò)約束問(wèn)題，創(chuàng)建了錯(cuò)層密封的沖壓?jiǎn)螛O板背對(duì)背焊合方法，發(fā)明了薄型金屬雙極板“兩板三場(chǎng)”新構(gòu)型。 2、揭示了大面積超薄板細(xì)密流道的成形回彈及焊接變形規(guī)律，建立了細(xì)密流場(chǎng)成形及焊接的殘余應(yīng)力分析模型，發(fā)明了極板多步成形誤差補(bǔ)償與激光焊接變形抑制技術(shù)。 3、提出了“非晶碳耐蝕-石墨微晶導(dǎo)電”的涂層性能綜合原理，探明了石墨微晶縱向生長(zhǎng)機(jī)制；提出了非晶碳沉積過(guò)程伴生石墨微晶生長(zhǎng)的控制方法，發(fā)明了非晶-微晶復(fù)合涂層及其磁控濺射制備技術(shù)。 4、發(fā)明了耐蝕導(dǎo)電復(fù)合涂層的多腔連續(xù)磁控濺射等工藝裝備，研制了融合多步成形-多工位焊接-多腔濺射的金屬雙極板生產(chǎn)裝備系統(tǒng)，創(chuàng)建了我國(guó)首條金屬雙極板批量化生產(chǎn)線。 本項(xiàng)目獲授權(quán)中國(guó)發(fā)明專利37項(xiàng)，申請(qǐng)PCT專利5項(xiàng)，牽頭和參與制訂國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)13項(xiàng)，發(fā)表SCI論文91篇(全球雙極板主題論文數(shù)第一)。開(kāi)發(fā)的金屬極板在國(guó)內(nèi)率先通過(guò)5000小時(shí)車載工況壽命考核，在國(guó)內(nèi)金屬極板市場(chǎng)上占主導(dǎo)地位；成果應(yīng)用于我國(guó)首輛金屬極板燃料電池轎車與客車、首個(gè)上汽P390型115kW車用全功率電堆開(kāi)發(fā)，為上汽、東風(fēng)、長(zhǎng)城等國(guó)內(nèi)金屬極板燃料電池汽車開(kāi)發(fā)提供了自主可控的核心技術(shù)。 金屬雙極板 金屬雙極板連續(xù)沖壓成形   金屬雙極板多工位連續(xù)激光焊接 金屬雙極板多腔連續(xù)磁控濺射工藝裝備 金屬雙極板生產(chǎn)

項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:2019年上海市技術(shù)發(fā)明特等獎(jiǎng)燃料電池“高功率密度、大功率輸出、長(zhǎng)壽命運(yùn)行、低成本制造”是長(zhǎng)期制約燃料電池汽車規(guī)模化推廣的國(guó)際難題，變革燃料電池核心部件，采用金屬雙極板替代現(xiàn)有石墨雙極板，是破解難題的有效途徑。上海交通大學(xué)來(lái)新民教授團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)十余年研發(fā)，與上汽集團(tuán)、新源動(dòng)力、上海治臻等企業(yè)開(kāi)展產(chǎn)學(xué)研合作，發(fā)明了薄型金屬雙極板設(shè)計(jì)與制造新方法、新工藝和新裝備。主要發(fā)明如下：1、提出了“島群-流道”復(fù)合的大規(guī)模并聯(lián)流場(chǎng)均勻分流原理，解決了現(xiàn)有叉分流道分流的過(guò)約束問(wèn)題，創(chuàng)建了錯(cuò)層密封的沖壓?jiǎn)螛O板背對(duì)背焊合方法，發(fā)明了薄型金屬雙極板“兩板三場(chǎng)”新構(gòu)型。2、揭示了大面積超薄板細(xì)密流道的成形回彈及焊接變形規(guī)律，建立了細(xì)密流場(chǎng)成形及焊接的殘余應(yīng)力分析模型，發(fā)明了極板多步成形誤差補(bǔ)償與激光焊接變形抑制技術(shù)。3、提出了“非晶碳耐蝕-石墨微晶導(dǎo)電”的涂層性能綜合原理，探明了石墨微晶縱向生長(zhǎng)機(jī)制；提出了非晶碳沉積過(guò)程伴生石墨微晶生長(zhǎng)的控制方法，發(fā)明了非晶-微晶復(fù)合涂層及其磁控濺射制備技術(shù)。4、發(fā)明了耐蝕導(dǎo)電復(fù)合涂層的多腔連續(xù)磁控濺射等工藝裝備，研制了融合多步成形-多工位焊接-多腔濺射的金屬雙極板生產(chǎn)裝備系統(tǒng)，創(chuàng)建了我國(guó)首條金屬雙極板批量化生產(chǎn)線。本項(xiàng)目獲授權(quán)中國(guó)發(fā)明專利37項(xiàng)，申請(qǐng)PCT專利5項(xiàng)，牽頭和參與制訂國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)13項(xiàng)，發(fā)表SCI論文91篇(全球雙極板主題論文數(shù)第一)。開(kāi)發(fā)的金屬極板在國(guó)內(nèi)率先通過(guò)5000小時(shí)車載工況壽命考核，在國(guó)內(nèi)金屬極板市場(chǎng)上占主導(dǎo)地位；成果應(yīng)用于我國(guó)首輛金屬極板燃料電池轎車與客車、首個(gè)上汽P390型115kW車用全功率電堆開(kāi)發(fā)，為上汽、東風(fēng)、長(zhǎng)城等國(guó)內(nèi)金屬極板燃料電池汽車開(kāi)發(fā)提供了自主可控的核心技術(shù)。金屬雙極板金屬雙極板連續(xù)沖壓成形 金屬雙極板多工位連續(xù)激光焊接金屬雙極板多腔連續(xù)磁控濺射工藝裝備金屬雙極板生產(chǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)類型:發(fā)明專利 、 其他技術(shù)先進(jìn)程度:達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平成果獲得方式:獨(dú)立研究獲得政府支持情況:國(guó)家級(jí)計(jì)劃/專項(xiàng)類別:國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃、上海市科技創(chuàng)新行動(dòng)重大項(xiàng)目等

該成果用于考慮材料--結(jié)構(gòu)--工藝--性能的多因素和多層次相互影響的材料和整體結(jié)構(gòu)多功能化設(shè)計(jì)建模、材料、機(jī)械產(chǎn)品和建筑結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā), 以及提供復(fù)雜載荷工況下增材制造材料和整體結(jié)構(gòu)多功能化創(chuàng)新設(shè)計(jì)技術(shù)與軟件系統(tǒng)。該成果在增材制造產(chǎn)品和建筑結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面具有高效和高性能及低成本優(yōu)勢(shì)。 該成果在國(guó)家”863”和多項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金的支持下取得一系列創(chuàng)新性研究成果: (1) 發(fā)明了一種基于材料破損約束的連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)湓O(shè)計(jì)建模及優(yōu)化設(shè)計(jì)方法; (2)發(fā)展了多載荷工況下多相材料結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)方法;(3) 研制了涉及靜、動(dòng)力學(xué)要求的柔性機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)技術(shù);(4) 提出了解決應(yīng)力集中和奇異問(wèn)題、最大應(yīng)力波動(dòng)問(wèn)題、分析和計(jì)算量大問(wèn)題和病態(tài)載荷工況問(wèn)題等的關(guān)鍵技術(shù); (5)打通了技術(shù)工藝, 開(kāi)發(fā)了長(zhǎng)度尺寸控制和多個(gè)制造工藝要求的約束表征及模型化技術(shù);(6)發(fā)展了復(fù)雜載荷環(huán)境下結(jié)構(gòu)靜、動(dòng)力學(xué)性能要求的拓?fù)鋬?yōu)化的灰度單元抑制方法和考慮邊界光滑化的結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型化方法；(7)在國(guó)內(nèi), 率先研發(fā)了考慮智能制造約束的功能特征空間布局和支撐結(jié)構(gòu)構(gòu)型的復(fù)雜集成結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)和與軟件系統(tǒng);(8)率先研發(fā)了多功能化材料的創(chuàng)新設(shè)計(jì)技術(shù);(9) 研制了整體結(jié)構(gòu)多功能化創(chuàng)新設(shè)計(jì)技術(shù)平臺(tái)和工業(yè)應(yīng)用技術(shù)。