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面向先進制造的材料與整體結構多功能化創新設計技術及應用
該成果用于考慮材料--結構--工藝--性能的多因素和多層次相互影響的材料和整體結構多功能化設計建模、材料、機械產品和建筑結構創新設計開發, 以及提供復雜載荷工況下增材制造材料和整體結構多功能化創新設計技術與軟件系統。該成果在增材制造產品和建筑結構創新設計方面具有高效和高性能及低成本優勢。 該成果在國家”863”和多項國家自然科學基金的支持下取得一系列創新性研究成果: (1) 發明了一種基于材料破損約束的連續體結構拓撲設計建模及優化設計方法; (2)發展了多載荷工況下多相材料結構的拓撲優化設計方法;(3) 研制了涉及靜、動力學要求的柔性機構創新設計技術;(4) 提出了解決應力集中和奇異問題、最大應力波動問題、分析和計算量大問題和病態載荷工況問題等的關鍵技術; (5)打通了技術工藝, 開發了長度尺寸控制和多個制造工藝要求的約束表征及模型化技術;(6)發展了復雜載荷環境下結構靜、動力學性能要求的拓撲優化的灰度單元抑制方法和考慮邊界光滑化的結構優化模型化方法；(7)在國內, 率先研發了考慮智能制造約束的功能特征空間布局和支撐結構構型的復雜集成結構優化技術和與軟件系統;(8)率先研發了多功能化材料的創新設計技術;(9) 研制了整體結構多功能化創新設計技術平臺和工業應用技術。
長沙理工大學
2021-04-13
金屬增材制造的口腔贗復體支架制作方法及其贗復體支架
金屬增材制造的口腔贗復體支架制作方法及其贗復體支架，所述的制作方法包括：獲取患者口腔上頜三維模型數據、在模型上選取口腔贗復體支架的上頜面、重建上頜面、拉伸上頜面至實體形成初始支架模型、修復初始支架模型達到設計要求并形成最終可打印制造的支架CAD模型；然后利用選擇性激光熔融3D打印機進行打印制造，制造出支架模型，并對支架模型進行熱處理和表面處理；所述的口腔贗復體支架包括利用金屬材料制得的本體，所述的本體包括套合部和帶有網狀結構的支撐部。本發明的有益效果是：利用3D打印技術制作出符合臨床要求的結構，精度高、表面質量好、制作周期短，更符合臨床要求。
浙江大學
2021-04-13
一種適用于動態法測量火焰溫度的熱電偶及其制造方法
本發明公開了一種適用于動態法測量火焰溫度的熱電偶，包括兩根熱電偶絲、偶絲結點、絕緣套管、保護套管和補償導線，偶絲結點由兩根熱電偶絲焊接而形成，偶絲結點呈圓片狀；兩根熱電偶絲分別為上熱電偶絲和下熱電偶絲；上熱電偶絲和下熱電偶絲與偶絲結點接觸點的切線的夾角為 30～60°；上熱電偶絲和下熱電偶絲分別穿過絕緣套管的兩個進絲孔后與保護套管上的兩補償導線連接。本發明采用圓片狀的偶絲結點，能降低熱電偶絲的導熱損失，減小偶絲結點的熱慣性及溫度不均勻性，減少熱電偶對火焰的干擾以及火焰內顆粒在熱電偶表面的沉積，提高測溫的準確度和靈敏度，以便快速準確地得到火焰溫度。
華中科技大學
2021-04-13
一種超大長徑比深孔類零件的金屬增材制造方法
本發明公開一種超大長徑比深孔類零件的金屬增材制造方法， 首先通過金屬增材制造沉積一層金屬，然后銑削成平面，最后鉆孔加 工孔徑，形成“沉積金屬，銑削平面，鉆孔成形”的工藝過程。其特 點是在增材制造每層金屬的過程中進行深孔的加工，變深孔加工為厚 度約 1～3mm 的淺孔加工，因而可以有效地解決直徑小到 1mm 的超大 長徑比深孔無法加工的問題，避免了傳統深孔加工中切削散熱難、刀 具易走偏等技術難題，制造成本較低，零件成形
華中科技大學
2021-04-14
一種激光重熔掃描碳化物彌散增強鋁合金的快速制造方法
本發明公開了一種激光重熔掃描碳化物彌散增強鋁合金的快速 制造方法，包括以下步驟：(1)在計算機上建立零件三維模型，然后將 所述零件三維模型轉成 STL 格式并導入到激光選區熔化成形設備中； (2)將鋁合金粉末和碳化物粉末混合，然后采用球磨機進行球磨混合均 勻；(3)將球磨后的混合粉末轉移到激光選區熔化成形設備里，在惰性 氣體保護下，根據三維模型數據對混合粉末進行成形；(4)采用線切割 工藝將成形的零件從所述基板上分離
華中科技大學
2021-04-14
一種短纖維增強熱固性樹脂復合產品的 3D 打印制造方法
本發明公開了一種短纖維增強熱固性樹脂復合產品的 3D 打印制 造方法，包括以下步驟：1)制備適用于選擇性激光燒結 3D 打印技術的 復合粉末；2)采用選擇性激光燒結技術成形具有孔隙的形坯；3)將形坯 放入液態熱固性樹脂前驅體中進行浸滲后處理：3.1)配制粘度在 100mPa·s 以下的液態熱固性樹脂前驅體；3.2)將形坯浸入液態熱固性 樹脂前驅體中，讓形坯的上端露出液面，以使形坯孔隙中的氣體排出； 4)從液態熱固性樹
華中科技大學
2021-04-14
面向生物醫藥和精細化工綠色高效制造的微流控技術
1. 痛點問題
化學工業是我國國民經濟的支柱產業，集中于生產基礎和大宗化工原料，而面向高端制造業和戰略性新興產業的產品，其比重不足10%。化工產業正受到國外技術壁壘和國內消費結構升級及生態環境保護要求提高的多重壓力，需要加快轉型升級，邁向高端化和綠色化。
針對傳統醫藥中間體、精細化工生產設備技術革新的研究方向，微反應器和微流控技術的研究和應用成為國內外研究機構的研究熱點。微反應器和微流控技術自上世紀九十年代提出，就受到學術界和產業界的廣泛關注。微反應連續化生產技術是一項在新世紀中具有革命性的技術，是生物、化學、化工等交叉前沿的方向；2009年，25家國際著名跨國公司和研究機構將微化工技術列入化工產業發展新方向，聯合啟動了構建所謂靈活、快速、未來化工廠的“F3計劃”。醫藥中間體、精細化工產品由于產量小，目前普遍采用傳統的反應釜等設備，單批次生產，存在原料利用率低、污染排放量大,生產過程安全性較差，難以適應可持續發展的需要。解決醫藥中間體、精細化工生產的環保、安全、效率等問題，是目前廣大中小型生產企業實現跨越式發展的關鍵。
2. 解決方案
微反應器/微流控技術：以微結構元件為核心，在微米或亞毫米受限空間內進行的流動、傳遞和反應過程，它通過減小體系的分散尺度強化混合、分散與傳遞，提高過程可控性和效率，以“數量放大”為基本準則，將實驗室成果可靠地運用于工業過程，實現大規模生產。
目前，微反應器/微流控技術已經從研究階段向工業化生產階段發展，相關技術及產品的應用正處于快速增長的階段，在生物醫藥、化妝品、環保等領域，都有著廣泛的應用需求。采用微反應器成套技術，在實現化學品生產的連續化同時，具有低能耗，高效率，低排放，高安全性等一系列優勢。
1) 本項成果基于微化工技術，結合先進的生產裝備自動化技術，提供面向生物醫藥制造領域的綠色高效的微流控技術生產方案。
2) 同時，結合先進智能制造技術，可以構建全自動的集成化工藝平臺，實現智能化、綠色化的生產工藝及裝備的整體應用。
清華大學
2021-09-08
基于多層次監控和三級加工自優化的可重構數控系統
成果的背景及主要用途： 該成果屬于高端裝備制造業領域，內容涉及數控技術創新與自主數控系統及 其產業化應用，是在已完成天津市數控系統技術重點攻關項目成果的基礎上，通 過進一步深化研究取得的。實施期限為 5 年，自 2006 年 10 月至 2011 年 12 月。 該成果針對復雜數控裝備的集成監控、可重構數控系統流水線架構和三級加工自 優化與控制等方面進行系統的研究。 技術原理與工藝流程簡介： （1）針對數控系統內多任務調度及實時并行化執行的特點，提出基于可重 構的數控流水線架構。該架構由數控主控流水線線程、驅動程序和數控微代碼實 時執行單元構成數控流水線體系，可實現軟件乃至于硬件的多重可重構。 （2）針對數控系統因功能集成造成的核心運動控制實時性差、結構復雜等 問題，提出一種新的多層次集成監控數控的系統架構。該監控系統架構通過底層 數控系統監控層、監控管理層、遠程診斷監控層進行分級式地故障分析與診斷， 實現數控裝備的監控與維護。 43天津大學科技成果選編 44 （3）提出一種具有三級加工自優化功能的智能控制方法，實現通過數控系 統對數控機床的智能控制。 技術水平及專利與獲獎情況： 該成果在國內外首次提出并研究基于可重構、多層次集成監控和三級加工自 優化的數控流水線架構，并開發了全新的 2-6 軸聯動控制可重構數控系統，已獲 得三項國家發明專利和兩項軟件著作權，并發表重要論文 12 篇。經專家組鑒定， 達到了國際領先的水平。 應用前景分析及效益預測： 鑒于該成果的獨特技術特征及數控產業的國家需求和巨大市場潛力，依托該 成果的“天大精益數字化制造產業園”項目已于 2011 年在天津海河科技園區奠基 建設，占地面積 100 畝，可實現年產值 10 億元以上的規模。 應用領域：高端裝備制造業 技術轉化條件： 該成果已實現產業化運作，并推廣到福建威諾數控、鑫菱機床廠、威海東云 數控機床、天地股份有限公司等企業，取得了很好的經濟社會效益。 合作方式及條件：根據具體情況面議
天津大學
2021-04-11
大功率1.5μm連續和脈沖激光發生器及激光加工裝備
主要應用領域： (1)工業加工 激光對材料的加工效率取決于多種因素，其中主要包括激光的光束質量、功率和波長。光纖激光器由于優異的光束質量，同等激光功率水平下，其加工效率要遠高于燈泵或者半導體激光器（LD）泵浦的固體激光器；大部分有機材料對1.5μm激光的吸收要強于傳統的1μm激光，使用1.5μm激光加工材料可以顯著降低能耗，提高加工效率。1.5μm連續和脈沖激光器適用于大部分有機材料的切割、焊接、鉆孔、打標、刻槽等單點加工方式。 (2)遙感技術領域 1.5μm激光波長紅外遙感技術在軍事偵察，探測火山、地熱、地下水、土壤溫度，查明地質構造和污染監測方面都有廣泛的應用。例如在軍工方面，激光雷達的作用是能精確測量目標位置（距離和角度）、運動狀態（速度、振動和姿態）和形狀，探測、識別、分辨和跟蹤目標。 (3)自由空間通訊領域 在自由空間通訊FSO（Free Space optical communication）領域的應用也迅速增長，1.5x μm激光波長具有高帶寬、部署迅速、費用合理等優勢。FSO技術以激光為載體，用點對點或點對多點方式實現連接；不需要光纖而是以空氣為介質，因此又有“無線光纖”之稱。在2000年悉尼奧運會上，Terabeam公司成功地使用FSO設備向客戶提供100Mbit/s的數據連接。1.5μm波長尤為適用于海面目標、地面與衛星之間、公司或軍隊臨時駐扎時使用。 (4)軍工領域1.5x μm激光源也是產生3~5μm中紅外激光的重要光源基礎。3~5μm波長的中紅外波段同樣也是重要的大氣窗口，是軍用紅外探測器的主要工作區域。紅外制導導彈探測器(如InSb ,HgCdTe 等) 的響應范圍在3～5μm波段，因而針對紅外導引頭的光電對抗迫切需要該波段的激光器件。在軍事上，中紅外激光器主要用于光電對抗以及生化戰劑的探測，用中紅外波段的多束激光，可以干擾紅外熱尋的導彈，摧毀在不同距離和高度的目標
江蘇師范大學
2021-04-11
加工第三代半導體晶片光電化學機械拋光技術
第三代半導體氮化鎵和碳化硅因其禁帶寬、穩定性好等優點，已廣泛應用于電子和光電子等領域。各種氮化鎵和碳化硅基器件是5G技術中的關鍵器件。將半導體晶片制成器件，其中的一個關鍵加工步驟是晶片表面的拋光。然而，氮化鎵和碳化硅的化學性質極其惰性，半導體工業目前常用的化學機械拋光方法無法對其實現高效加工。對此，我們從原理上創新發展了一種光電化學機械拋光技術，不僅可快速加工各種化學惰性半導體晶片（如:加工氮化鎵的材料去除速率可達1.2 μm/h，比目前的化學機械拋光的高約10倍），而且可加工出原子臺階結構的平滑表面。設備簡單，技術具有完全的自主知識產權。
廈門大學
2021-04-10