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聚苯乙烯泡沫塑料是一種價廉、質(zhì)輕、來源豐富的石油副產(chǎn)品。聚苯乙烯泡沫塑料的用途廣泛，在包裝、裝飾及廣告領(lǐng)域有著重要的地位。 傳統(tǒng)聚苯乙烯泡沫塑料成形加工技術(shù)，主要有二種方法：1）發(fā)泡成形技術(shù)，適合大批量生產(chǎn)。采用一次發(fā)泡聚苯乙烯泡沫珠粒，在模具中發(fā)泡成型的方法。這種方法除專用發(fā)泡成型設(shè)備外還需要價格昂貴的金屬模具。2）熱絲手工切割技術(shù)，適合單件、小批量生產(chǎn)。這種方法加工效率低、精度及表面光潔度差，只能完成無精度要求切割任務(wù)。

實現(xiàn)曲面板件沖壓成形模具的重構(gòu)；適用于小批量板件的沖壓成形；提升板料的成形性能。

本發(fā)明屬于快速鑄造技術(shù)領(lǐng)域，并公開了一種鑄型三維噴印成 形方法，包括以下步驟：(1)制備液體粘結(jié)劑；(2)制備混合粉末；(3) 將步驟(1)制備的液體粘結(jié)劑放入快速成型設(shè)備的噴墨打印頭內(nèi)，將步 驟(2)制備的混合粉末放入粉缸內(nèi)，開啟快速成型設(shè)備進行三維噴印成 形，在打印過程中和/或零件打印完成后，采用加熱和/或微波干燥的方 式使零件固化，固化完成后去除多余粉末即得到所需的鑄型零件。本 發(fā)明采用的液體粘結(jié)劑為水基粘結(jié)劑

本研究針對復(fù)雜鑄件整體制造難、制模周期長、資源消耗大等難題，構(gòu)建無模鑄造復(fù)合成形原理及機制，發(fā)明復(fù)雜砂型/芯數(shù)字化柔性擠壓近成形、切削凈成形方法，研發(fā)出砂型擠壓/切削復(fù)合成形工藝，省去木模、金屬模制造過程。 一、項目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 鑄造是我國裝備制造的基礎(chǔ)工藝，無論是農(nóng)業(yè)機械、機床、汽車、船舶，還是航空航天以及國防軍工等領(lǐng)域的發(fā)展都離不開鑄件。我國現(xiàn)已成為世界鑄件生產(chǎn)大國，2020年我國各類鑄件總產(chǎn)量達到5195萬噸，較2019年同比增長6.6%，約占世界總產(chǎn)量45%，位居世界第一位。 鑄造主要有砂型鑄造、金屬型鑄造和特種鑄造等，砂型鑄造由于其原材料來源廣泛、成本低、鑄型制造簡便以及應(yīng)用合金種類多等優(yōu)點，世界上80%的鑄件都是采用砂型鑄造。對于砂型鑄造工藝來說，模樣、芯盒等模具的設(shè)計制造是非常復(fù)雜并且耗時的過程，該過程首先需要根據(jù)鑄造方案進行模具的設(shè)計，然后通過翻模制作砂型和砂芯，之后再將制作好的砂型和砂芯經(jīng)過組芯、合箱以及澆鑄從而完成金屬毛坯的制造。而高性能復(fù)雜整體金屬結(jié)構(gòu)件又是航空航天、國防軍工、軌道交通等領(lǐng)域高端裝備的核心組成部分。因此構(gòu)件的短流程、高精密、高性能制造是實現(xiàn)我國高端裝備自主研發(fā)及制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 傳統(tǒng)的金屬成形如模具鑄造、模壓鍛造等需要木模、金屬模的成形工藝，存在工序多、流程長、形性精確控制難等世界性難題，無法滿足多品種、小批量、短流程、高精度的迫切要求，亟需研發(fā)新型精密成形基礎(chǔ)前沿機制與方法。本項目將構(gòu)建數(shù)字化精密成形理論體系，涵蓋數(shù)字化無模鑄造復(fù)合成形和數(shù)字化多材質(zhì)復(fù)合鑄型等兩方面，突破了復(fù)雜整體構(gòu)件高效率、高性能、高精度無模成形技術(shù)，變革了采用模具造型的傳統(tǒng)砂型鑄造和模壓鍛造生產(chǎn)模式，推動傳統(tǒng)金屬成形模式的創(chuàng)新發(fā)展。 復(fù)雜砂型/芯曲面柔性擠壓近成形、切削凈成形的數(shù)字化無模鑄造復(fù)合成形技術(shù)與裝備 本研究針對復(fù)雜鑄件整體制造難、制模周期長、資源消耗大等難題，構(gòu)建無模鑄造復(fù)合成形原理及機制，發(fā)明復(fù)雜砂型/芯數(shù)字化柔性擠壓近成形、切削凈成形方法，研發(fā)出砂型擠壓/切削復(fù)合成形工藝，省去木模、金屬模制造過程。揭示了擠壓工藝對砂型透氣性、砂型強度等性能的影響規(guī)律，發(fā)明了梯度緊實的柔性擠壓成形方法，實現(xiàn)了砂型/芯梯度緊實柔性擠壓近成形。 復(fù)雜鑄件形性精確調(diào)控的數(shù)字化多材質(zhì)復(fù)合成形技術(shù)與裝備 本研究針對傳統(tǒng)單一鑄型對結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壁厚差異大、鑄件形性調(diào)控難、尺寸精度差等難題，提出了多材質(zhì)復(fù)合鑄型技術(shù)及與鑄件相匹配的多材質(zhì)復(fù)合鑄型及其坎合組裝方法，通過建立多材質(zhì)復(fù)合鑄型與高性能鑄件一體化精確鑄造成形的計算分析模型，構(gòu)建了多材質(zhì)復(fù)合鑄型的調(diào)控原理與方法。揭示了多材質(zhì)復(fù)合鑄型對鑄件溫度場、微觀組織及力學(xué)性能的影響規(guī)律，研制出石英砂、寶珠砂、鉻鐵礦砂等構(gòu)成的形性可控鑄型材料配方，實現(xiàn)了鑄型透氣性、固化強度、切削性能的協(xié)同調(diào)控。研究了傳統(tǒng)鑄型與復(fù)合鑄型的凝固溫度曲線，對比了不同工藝所制鑄件的強度，掌握了各鑄型單元的熱力學(xué)參數(shù)及型砂種類對鑄件性能的影響規(guī)律，揭示了金屬液與不同鑄型間的熱力耦合作用機理。 三、創(chuàng)新點及主要技術(shù)指標 1.復(fù)雜砂型/芯曲面柔性擠壓近成形、切削凈成形的數(shù)字化無模鑄造復(fù)合成形技術(shù)與裝備 本研究揭示了砂粒移位、橋連斷裂、空穴彌合的砂型/芯切削機理，建立了非均質(zhì)離散體砂型切削模型，發(fā)明了一種切削排砂一體化的無模鑄型數(shù)字化快速制造方法，實現(xiàn)了高精高效制造，鑄件制造周期縮短50%以上，成本降低30%以上。 2.復(fù)雜鑄件形性精確調(diào)控的數(shù)字化多材質(zhì)復(fù)合成形技術(shù)與裝備 本研究實現(xiàn)了對鑄件充型凝固過程的精確調(diào)控，提高了復(fù)雜鑄件內(nèi)在質(zhì)量與外在精度，實現(xiàn)了鑄件性能主動精確調(diào)控，使鑄件廢品率從5%～10%降至2%～4%，減重10%～20%。 四、知識產(chǎn)權(quán)及獲獎（成果基礎(chǔ)） 知識產(chǎn)權(quán)情況： 成果獲授權(quán)發(fā)明專利46件，其中美日等國際發(fā)明專利18件；軟件著作權(quán)12件；起草制定國家、行業(yè)等標準規(guī)范14項；出版專著《無模鑄造》（機械工業(yè)出版社，2017）。成果入選并被列為國家工信部《機械基礎(chǔ)件、基礎(chǔ)制造工藝、基礎(chǔ)材料產(chǎn)業(yè)“十二五”規(guī)劃》（工信部規(guī)[2011]509號）中“50項推廣應(yīng)用的先進綠色制造工藝”的首項技術(shù)。 獲獎情況： 2020年國家科學(xué)技術(shù)進步獎二等獎； 2018年中國機械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎特等獎； 2017年國家技術(shù)發(fā)明二等獎； 2016年中國機械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎特等獎； 2016年中國專利金獎； 2014年國家科學(xué)技術(shù)進步獎一等獎； 2012年北京市科學(xué)技術(shù)獎一等獎； 2011年國家科學(xué)技術(shù)進步獎二等獎。 五、成果圖片

本發(fā)明提供了一種電磁脈沖助推式漸進拉深成形方法，包括將 待成形板料置于凹模與凸模之間；實施預(yù)成形，使位于凸模底部的待 成形板料被壓入凹模內(nèi)；在待成形板料位于凸模底部的部分施加電磁 力，向下推送待成形板料；同時在待成形板料的周邊均施加電磁力， 向凹模的中心推送待成形板料，使待成形板料流入凹模內(nèi)；在凸模上 施加下壓力，使凸模下行，使待成形板料位于凸模下部的部分被向下 拉深；反復(fù)執(zhí)行沖壓拉深與電磁脈沖拉深，直至完成待成形板

（專利號：ZL 201410495292.0） 簡介：本發(fā)明公開一種帶輔助底座的板料漸進成形方法，屬于金屬塑性加工成型技術(shù)領(lǐng)域。該成形方法首先在現(xiàn)有數(shù)控漸進成形機床上設(shè)置一套輔助底座裝置，將圓錐形輔助底座的底部固定在液壓缸上面，通過調(diào)節(jié)液壓缸的推力和行程以控制所述圓錐形輔助底座的升降；在數(shù)控漸進成形機床的夾具內(nèi)安裝輔助底座裝置，并把液壓缸的底部固定在數(shù)控漸進成形機床上；然后三維建模以及調(diào)整圓錐形輔助底座的傾角，將待成形板料固定在夾具上，操

含芯棒和無芯棒的旋鍛工藝參數(shù)優(yōu)化、缺陷預(yù)防以及產(chǎn)品設(shè)計。

項目的簡單概述 通過自行研制開發(fā)的輕金屬半固態(tài)制備與流變成形設(shè)備及工藝控制技術(shù)，將熔融的鎂合金、鋁合金液體制備成半固態(tài)漿料并直接進行流變壓鑄成形。采用半固態(tài)制備與直接成形技術(shù)可使成形件的組織得到改善，明顯降低成形件的表面及內(nèi)部缺陷，并提高成形件的強度和塑性。 項目來源 本項目來源于國家973項目“先進鎂合金半固態(tài)制備與成形基礎(chǔ)研究”和國家863項目“半固態(tài)輕合金設(shè)計、制備與成形技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用”項目。 項目的最新進展、所達到的水平 該技術(shù)的特點：半固態(tài)漿料制備與直接成形一體化；效率高；漿料制備體積及成形件尺寸范圍寬；適合于鎂合金、鋁合金及其復(fù)合材料半固態(tài)制備及直接成形。 項目的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，如性能、各項指標等該設(shè)備及技術(shù)包括：輕金屬合金（鎂合金、鋁合金等）熔煉爐、半固態(tài)漿料制備系統(tǒng)；漿料流量控制裝置以及電控系統(tǒng)、壓鑄機和相關(guān)工藝控制軟件等。半固態(tài)制備的剪切速率最高可達10000/s；可以連續(xù)制備鎂合金、鋁合金即其復(fù)合材料的半固態(tài)漿料，同壓鑄機連接可直接將半固態(tài)漿料進行壓鑄成形；成形件的重量在幾十g～1000g左右；配備壓鑄機的能力在180～600噸

（專利號：ZL 201510560020.9） 簡介：本發(fā)明公開一種金屬薄板塑性復(fù)合脹型成形方法，屬于金屬塑性加工成型技術(shù)領(lǐng)域。該成形方法首先利用脹形對金屬薄板進行預(yù)成形，脹形深度根據(jù)成形角的大小進行計算得出，然后將預(yù)成形后的金屬薄板放置在板料數(shù)控漸進成形機床上進行加工成形。該復(fù)合成形方法是將數(shù)字化板料數(shù)控漸進成形與傳統(tǒng)球型脹形成形有機結(jié)合起來，通過兩者的優(yōu)勢互補而達到特殊的成形效果。實驗表明，球型脹形和板料數(shù)控漸進成形結(jié)合的復(fù)合成形方法相比其它復(fù)合成形的方法，可以有效改善金屬薄板塑性成形加工時間過長、以及成形大成形角零件困難等技術(shù)問題，尤其是對成形大成形角的零件，本發(fā)明成形方法相比其它復(fù)合成形方法具有顯著的技術(shù)優(yōu)勢。

在國際上率先開展了塑料微流控芯片通道成形與自動對準裝配系統(tǒng)的研究，研制成功國內(nèi)外首臺塑料微流控芯片自動化制造裝備，采用并發(fā)展了新技術(shù)，研制了包括塑料微流控芯片微通道熱壓成形機、熱鍵合機、光電對準系統(tǒng)、操作機器人、上下料裝置等設(shè)備所構(gòu)成的芯片制作裝備，取得了熱壓鍵合溫度循環(huán)控制方法與裝置、芯片預(yù)聯(lián)接方法與裝置、芯片對準鍵合全自動卡盤裝置以及芯片檢測器等一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)。