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激光制造、增材制造等高端制造技術(shù)，在精密加工、航空航天部件加工等眾多領(lǐng)域得到大量的應(yīng)用，可以完成傳統(tǒng)加工系統(tǒng)不能完成的大量加工工藝。因?yàn)橹圃旃に噺?fù)雜，應(yīng)用涉及眾多重要領(lǐng)域，并且所涉及的三維圖形處理和控制等核心技術(shù)一直掌握在國(guó)外廠商手里，因此外國(guó)一直將這些高端制造技術(shù)對(duì)中國(guó)進(jìn)行嚴(yán)格的出口管控，相關(guān)技術(shù)和系統(tǒng)也成為了中國(guó)急需突破的卡脖子工程。其中，三維圖形處理系統(tǒng)是高端制造系統(tǒng)中極為核心的功能系統(tǒng)，相關(guān)技術(shù)也被國(guó)外所嚴(yán)格管控，國(guó)內(nèi)有眾多技術(shù)空白需要突破。 針對(duì)該現(xiàn)狀，我們對(duì)相關(guān)核心技術(shù)進(jìn)行了多年的研究，投入了大量的人力物力進(jìn)行了系統(tǒng)研發(fā)，在關(guān)鍵技術(shù)上形成了突破，并研制出了可用于替代國(guó)外產(chǎn)品的核心系統(tǒng)。也因?yàn)槲覀兯纬傻募夹g(shù)積累，我們承擔(dān)了第一批國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“航空航天典型部件激光制造”中的三維圖形處理系統(tǒng)的研究任務(wù)，并在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中對(duì)我們的技術(shù)和系統(tǒng)進(jìn)行了有效驗(yàn)證。 主要技術(shù)指標(biāo) （1）可以解析眾多主流三維圖形文件，讀寫(xiě)其中的各種三維模型數(shù)據(jù)。 （2）可以分析三維對(duì)象的拓?fù)淙毕荨?（3）可以多種方式在三維加工對(duì)象表面布局復(fù)雜加工圖案。 （4）可以按照加工工藝參數(shù)，完成加工區(qū)域劃分、圖案分割和圖元空間投影等復(fù)雜的功能。 （5）可完成工件裝夾定標(biāo)、加工區(qū)域邊界輸出、加工路徑優(yōu)化等豐富的功能。 （6）輸出可加工的區(qū)域圖案文件，供 5 軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控中心執(zhí)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(xì)內(nèi)溝槽管多級(jí)拉拔制造方法，實(shí)現(xiàn)原理為：根據(jù)微細(xì)內(nèi)溝槽管外徑、齒數(shù)、壁厚、深寬比等結(jié)構(gòu)參數(shù)要求，以及溝槽截面形狀、表面形貌等產(chǎn)品質(zhì)量需求，基于內(nèi)溝槽管拉拔過(guò)程的塑性變形規(guī)律，設(shè)計(jì)并制造初始內(nèi)溝槽管管坯、多級(jí)拉拔模具，擬定拉拔工藝；根據(jù)擬定拉拔工藝完成多級(jí)拉拔，利用金屬在非完全約束成形條件下的塑性流動(dòng)與拉拔參數(shù)之間的映射規(guī)律，實(shí)現(xiàn)溝槽形貌預(yù)定目標(biāo)，最終實(shí)現(xiàn)Φ6mm以下微細(xì)內(nèi)溝槽管的高效制造。 本成果技術(shù)在國(guó)際上首次提供了一種

中心通過(guò)“裝備與工藝的協(xié)同創(chuàng)新”，創(chuàng)新發(fā)展了具有自主產(chǎn)權(quán)的大科學(xué)裝置—MOCVD高端裝備，并在硅襯底上生長(zhǎng)第三代半導(dǎo)體InGaN黃光LED材料，取得了歷史性突破，將黃光LED的光效由國(guó)際上報(bào)道的不足10%，提升到了27.9%，結(jié)束了國(guó)際市場(chǎng)上長(zhǎng)期缺乏高光效黃光LED的局面。國(guó)際同行、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者中村修二教授高度稱(chēng)贊這項(xiàng)成果：“硅基黃光LED的技術(shù)水平國(guó)際領(lǐng)先，這是屬于中國(guó)人首次發(fā)明的照明技術(shù)，它有非常大的價(jià)值?！标惲蓟菰菏款I(lǐng)銜的12位業(yè)內(nèi)專(zhuān)家，對(duì)

本發(fā)明公開(kāi)了一種氮化硅微米管的制備方法，該方法將去除保 護(hù)層的光纖表面涂覆一層均勻的石墨粉后在 300～600℃的溫度區(qū)間內(nèi) 熱解，使光纖表面形成均勻厚度的碳膜；再將光纖在氮?dú)鈼l件下以 1100～1600℃的溫度區(qū)間高溫加熱，使碳膜與光纖表面的二氧化硅產(chǎn) 生反應(yīng)生成硅，然后硅與氮?dú)獍l(fā)生反應(yīng)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(jìn)行混合，使氮化硅微米管增強(qiáng)導(dǎo)電性，然后在其中 加入熱熔型粘結(jié)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(xiàng)目分類(lèi) 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 高溫是很多新材料及制造過(guò)程的必須，因?yàn)楦邷叵潞芏喾磻?yīng)才能夠發(fā)生并且更快速的發(fā)生。然而現(xiàn)有高溫合成與制造技術(shù)有以下缺點(diǎn)： 1、溫度有限； 2、升降溫慢； 3、能源時(shí)間成本高； 4、過(guò)程開(kāi)發(fā)和控制不智能等。 高溫可以實(shí)現(xiàn)毫秒或者秒級(jí)的材料制造，從而大大加速了材料開(kāi)發(fā)制造過(guò)程，允許在短時(shí)間內(nèi)合成制造出大量產(chǎn)品并收集其信息及數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的處理分析，利用機(jī)器學(xué)習(xí)及人工智能的方法去指導(dǎo)新材料開(kāi)發(fā)及智能制造過(guò)程，實(shí)現(xiàn)材料開(kāi)發(fā)與制造的智能化升級(jí)。

本項(xiàng)目系統(tǒng)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(shè)計(jì)制造了國(guó)內(nèi)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(yè)化生產(chǎn)線(xiàn)。在此基礎(chǔ)上，研發(fā)成功了鋰離子動(dòng)力電池PP/PE兩層或三層復(fù)合隔膜產(chǎn)業(yè)化技術(shù)。擁有國(guó)內(nèi)唯一動(dòng)力鋰電池隔膜產(chǎn)品的制造技術(shù)。

基于 SAP 的天為制造執(zhí)行管理系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)，天為 MES For SAP ）是專(zhuān)門(mén)為 SAP 應(yīng)用開(kāi)發(fā)的 MES 系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了與 SAP 的全面和雙向功能和過(guò)程信息的無(wú)縫集成。系統(tǒng)結(jié)合 TQM 、 JIT 、 LP 等先進(jìn)管理理念，在 SAP 計(jì)劃功能的基礎(chǔ)上，利用大連理工大學(xué) CIMS 中心專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)十幾年的研究成果 --- 具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高級(jí)調(diào)度算法，實(shí)現(xiàn)了基于數(shù)據(jù)的生產(chǎn)計(jì)劃動(dòng)態(tài)調(diào)度，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的精益管理，是企業(yè)計(jì)劃落實(shí)到執(zhí)行的利器。

機(jī)械制造自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)

本項(xiàng)目從高分子分離膜材料及制備技術(shù)入手，通過(guò)優(yōu)化膜材料性能、膜制備工藝，采用界面聚合反應(yīng)、溶液涂覆交聯(lián)等工藝技術(shù)，開(kāi)發(fā)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(yīng)用領(lǐng)域的復(fù)合納濾膜。項(xiàng)目技術(shù)包括膜材料配方、生產(chǎn)工藝及產(chǎn)業(yè)化制造技術(shù)。已獲授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利 3 項(xiàng)。本項(xiàng)目大幅提升了國(guó)內(nèi)復(fù)合納濾膜制備及其產(chǎn)品的技術(shù)水平，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和核心競(jìng)爭(zhēng)力。系列多功能納濾膜材料制造技術(shù)可進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化，產(chǎn)品性能處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、可替代進(jìn)口，產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于飲用水凈化、工業(yè)流體分離等領(lǐng)域。

鋁及其合金是工程應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)材料之一。傳統(tǒng)的鋁合金零件通過(guò)鑄造、鍛造和粉末冶金等方法制造，與這些傳統(tǒng)制造過(guò)程相關(guān)的工具設(shè)備增加了制造成本和交付周期。3D打印技術(shù)由于為制造設(shè)計(jì)提供了豐富的自由度而廣泛應(yīng)用于工程零件的制造。現(xiàn)有3D打印技術(shù)中，選擇性激光熔化（SLM）是發(fā)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(dǎo)致只有有限數(shù)量的金屬適合該種工藝，且具備滿(mǎn)足要求的密度、微觀結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度。 中南大學(xué)粉末冶金研究院李瑞迪研究員和新西蘭奧克蘭大學(xué)、中車(chē)工業(yè)研究院有限公司等單位合作通過(guò)對(duì)合金元素進(jìn)行調(diào)控和熱處理工藝的探索，發(fā)展了一種適用于SLM制備工藝，具有良好抗裂性和高強(qiáng)度Al-Mg-Si-Sc-Zr合金。相關(guān)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(jí)期刊《Acta Materialia》在線(xiàn)發(fā)表。 在該項(xiàng)工作中，研究人員設(shè)計(jì)了一系列Al-Mg（-Si）-Sc-Zr合金，并用霧化合金粉末進(jìn)行3D打印制備。在沒(méi)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(guò)程中均易發(fā)生熱裂紋，平均裂紋密度隨Mg含量的增加而增大。發(fā)現(xiàn)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(guò)程中的熱裂紋，同時(shí)細(xì)化制備合金的微結(jié)構(gòu)，從而提高打印試樣的力學(xué)性能。 圖1：不同成分的打印樣品晶粒尺寸和形貌EBSD分析結(jié)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(xué)取向用倒極圖（IPF）表示。 圖2：Mg和Si元素對(duì)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(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)。（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(guò)對(duì)合金成分的進(jìn)一步微調(diào)，研究人員設(shè)計(jì)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(xì)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(cuò)和獨(dú)特的9R相。試樣的拉伸強(qiáng)度和延伸率分別達(dá)到497MPa和11%。經(jīng)過(guò)時(shí)效處理后，試樣的拉伸強(qiáng)度達(dá)到550MPa，塑性在8%～17%之間。除了固溶強(qiáng)化、晶界強(qiáng)化和納米顆粒強(qiáng)化外，高密度層錯(cuò)也有助于強(qiáng)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(xì)晶區(qū)TEM圖像：（a1-2）合金4的胞狀結(jié)構(gòu)；（a3-4）合金的柱狀結(jié)構(gòu)；（b1-5）合金（b2）的胞狀結(jié)構(gòu)是（b1）的暗場(chǎng)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(xì)胞的干HAADF圖像和主要元素（Al、Mg、Si、Sc、Mn和Zr）的相應(yīng)EDX圖譜。 圖4：（a）SLM打印合金#5時(shí)效前后的拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)。曲線(xiàn)“#5”表示打印合金#5；曲線(xiàn)“#5-HT1”表示360℃時(shí)效8h的合金#5；曲線(xiàn)“#5-HT2”表示300℃時(shí)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(cuò)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(biāo)記區(qū)域的傅里葉逆變換圖像顯示出高密度位錯(cuò)。 這項(xiàng)研究成果通過(guò)在原有3D打印Al-Mg-Sc-Zr合金中添加Si元素，形成了精細(xì)打印微觀組織，獲得了無(wú)裂紋的打印合金成分。隨后通過(guò)熱處理時(shí)效工藝引入高密度層錯(cuò)并細(xì)化晶粒，開(kāi)發(fā)出了一種具有低熱裂敏感性和高強(qiáng)度的新型鋁鎂合金。這項(xiàng)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(shè)計(jì)方法和熱處理工藝，推動(dòng)了SLM制造技術(shù)的工程應(yīng)用。