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零件與模具的熔積成形復(fù)合制造方法及其輔助裝置，屬于零件與模具的無(wú)模生長(zhǎng)制造與再制造方法，解決現(xiàn)有方法中，熔融材料流淌、坍塌，以及成形件易開(kāi)裂、變形和殘余應(yīng)力大、組織性能不穩(wěn)定的問(wèn)題。本發(fā)明的方法包括模型分層、生成數(shù)控代碼和熔積成形步驟，在與熔融軟化的區(qū)域相接觸處，安裝微型軋輥或微型擠壓裝置；在進(jìn)行熔積成形步驟的同時(shí)，微型軋輥或微型擠壓裝置隨著熔積區(qū)域同步移動(dòng)，對(duì)熔積區(qū)域作壓縮成形與加工。本發(fā)明的微型軋輥，包括左、右側(cè)立輥和水平輥。本發(fā)明防止熔融材料下落、流淌、坍塌，避免成形件開(kāi)裂、減輕或消除殘余應(yīng)力

本項(xiàng)目主要解決此市場(chǎng)痛點(diǎn)，將3D打印技術(shù)和液壓系統(tǒng)相結(jié)合，設(shè)計(jì)一套輕量化的液壓機(jī)械臂，特別適用于航空航天、軍工、勘探、安防、排爆、物流搬運(yùn)等特種機(jī)器人領(lǐng)域。對(duì)比同體積和質(zhì)量的電驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，扭矩可增加4倍以上。 一、項(xiàng)目進(jìn)展 已注冊(cè)公司運(yùn)營(yíng) 二、企業(yè)信息 企業(yè)名稱 上海埃曼機(jī)器人有限公司 企業(yè)法人 唐鋒 注冊(cè)時(shí)間 2021.8.19 注冊(cè)所在省市 上海 組織機(jī)構(gòu)代碼 91310113MA7B0CQ912 經(jīng)營(yíng)范圍 機(jī)器人及其配件的研發(fā)、銷售 企業(yè)地址 上海市寶山區(qū)上大路668號(hào) 獲投資情況 EFG天使基金 三、負(fù)責(zé)人及成員 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 入學(xué)/畢業(yè)時(shí)間 唐鋒 材料科學(xué)與工程/冶金工程 2020.09 黃夢(mèng)婷 材料科學(xué)與工程/冶金工程 2020.09 劉翔 材料科學(xué)與工程/冶金工程 2020.09 四、指導(dǎo)教師 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 職務(wù)/職稱 研究方向 王江 材料科學(xué)與工程 教授 陳超越 材料科學(xué)與工程 講師 五、項(xiàng)目簡(jiǎn)介 目前市面上使用的機(jī)械臂、機(jī)器人95%以上為電機(jī)驅(qū)動(dòng)，存在負(fù)載小，抗干擾能力差，續(xù)航短的問(wèn)題，難以滿足人們對(duì)負(fù)載日益增長(zhǎng)的需求。而液壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)械臂、機(jī)器人在相同功率下可以提供更大負(fù)載，對(duì)外界干擾不敏感，但同樣存在一些問(wèn)題，比如液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)和液壓元器件體積大，質(zhì)量大，漏油，散熱差等，因而很少被采用。在大負(fù)載、移動(dòng)式機(jī)器人領(lǐng)域二者難以兼顧。 本項(xiàng)目主要解決此市場(chǎng)痛點(diǎn)，將3D打印技術(shù)和液壓系統(tǒng)相結(jié)合，設(shè)計(jì)一套輕量化的液壓機(jī)械臂，特別適用于航空航天、軍工、勘探、安防、排爆、物流搬運(yùn)等特種機(jī)器人領(lǐng)域。對(duì)比同體積和質(zhì)量的電驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，扭矩可增加4倍以上。 從最初的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就采用增材制造思維，打破傳統(tǒng)加工工藝的限制，因而設(shè)計(jì)更加多樣化。然后將關(guān)鍵液壓元器件也采用輕量化設(shè)計(jì)，金屬3D打印工藝加工，部分液壓元件外殼可進(jìn)一步與機(jī)械結(jié)構(gòu)件集成，使整體更加輕量化，簡(jiǎn)潔化。 團(tuán)隊(duì)目前已為中電X所開(kāi)發(fā)一套原型機(jī)，產(chǎn)品于2021年7月交付，目前在開(kāi)發(fā)第二代產(chǎn)品。今年1月與浙江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院簽訂三年合作開(kāi)發(fā)協(xié)議，開(kāi)發(fā)一款用于軍工的機(jī)械狗腿部關(guān)節(jié)等項(xiàng)目。

通過(guò)結(jié)構(gòu)的局部強(qiáng)度和強(qiáng)度場(chǎng)把結(jié)構(gòu)抗疲勞設(shè)計(jì)和抗疲勞制造技術(shù)有機(jī)的耦合起來(lái)，為結(jié)構(gòu)的材料、毛坯、熱處理、強(qiáng)化工藝等的要求設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。基于結(jié)構(gòu)和零件的局部強(qiáng)度和強(qiáng)度場(chǎng)提出了材料要求設(shè)計(jì)、毛坯要求設(shè)計(jì)、熱處理強(qiáng)化要求、工藝強(qiáng)化要求的設(shè)計(jì)理論和方法。提出了基于毛坯-制造-產(chǎn)品的熱處理硬度場(chǎng)的設(shè)計(jì)要求，包括熱處理表面硬度、硬化層深度、芯部硬度以及硬度度等。提出了基于制造工藝-熱處理-產(chǎn)品的毛坯結(jié)構(gòu)尺寸和力學(xué)特性要求設(shè)計(jì)，通過(guò)控制毛坯的力學(xué)特性進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，提高產(chǎn)品的

徹底解決了傳統(tǒng)鑄造工藝的所有弊端和缺陷。

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑外圍護(hù)系統(tǒng)的研發(fā)、制造

家具設(shè)計(jì)、涂料、電氣自動(dòng)化、機(jī)械制造、冶金等相關(guān)專業(yè)

熱噴涂是通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)激光熔覆的光學(xué)準(zhǔn)直、聚焦和整形以及與之配合送粉頭的重新設(shè)計(jì)從而實(shí)現(xiàn)均勻薄涂層的高速熔覆技術(shù)，目前受到廣泛關(guān)注。由于兼具熱噴涂快速沉積涂層特性以及激光熔覆冶金結(jié)合的特點(diǎn),有望成為規(guī)則表面實(shí)現(xiàn)替代電鍍硬鉻的新方法。冷噴涂是利用超音速氣流獲得高速粒子使其通過(guò)固態(tài)塑性變形沉積而制備技術(shù)的方法。超高速激光熔覆相比于傳統(tǒng)激光熔覆，激光能量主要作用粉末，能量分配：基材 20%，粉末 80%，粉末溫度高于熔點(diǎn)，修復(fù)產(chǎn)品表面粗糙度可小于 20 微米，修復(fù)厚度可低至 30 微米。

新一代航空航天器的跨代高性能要求使得其尺寸越來(lái)越大、材料體系越來(lái)越多、結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜。傳統(tǒng)制造周期長(zhǎng)、質(zhì)量不穩(wěn)定，無(wú)法滿足型號(hào)質(zhì)量和精度要求，亟需變革制造模式。工業(yè)機(jī)器人智能制造技術(shù)與裝備是解決該難題的最佳新途徑。但機(jī)器人精度低、剛性弱、加工穩(wěn)定性差等難題制約了其應(yīng)用于航空航天大型復(fù)雜構(gòu)件的高效高精制造，且核心裝備被國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家壟斷，迫切需要突破基于移動(dòng)機(jī)器人的制造核心技術(shù)與裝備，形成基于移動(dòng)機(jī)器人的大型復(fù)雜構(gòu)件原位加工與裝配融合的制造能力，打破國(guó)外壟斷，實(shí)現(xiàn)自主可控。 技術(shù)特征 圍繞航空航天大型復(fù)雜構(gòu)件的高效、高精、高質(zhì)量制造急需，突破了基于誤差相似度的機(jī)器人精度補(bǔ)償、機(jī)器人變剛度建模與加工顫振抑制、融合多源信息的在線感知與自適應(yīng)工藝、多功能末端執(zhí)行器研制等一系列關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建了移動(dòng)機(jī)器人智能制造技術(shù)體系，自主研發(fā)了多臺(tái)套多功能末端執(zhí)行器和高精度大負(fù)載工業(yè)機(jī)器人智能鉆/鉚/銑制造裝備。

成果描述：航空曲面有機(jī)玻璃透明件生產(chǎn)線是由成型模具、鉆孔模具、施力與控制系統(tǒng)、加熱與保溫系統(tǒng)、切邊與打磨等設(shè)備組成。所開(kāi)發(fā)的生產(chǎn)線生產(chǎn)的產(chǎn)品具有多個(gè)尺寸，且質(zhì)量高、光學(xué)成色好。玻璃曲面成型系統(tǒng)具有自動(dòng)控制溫度和施力，滿足成型工藝的要求。所開(kāi)發(fā)的成型模具和鉆孔模具加工效率高，產(chǎn)品具有較好的成形精度和位置精度。市場(chǎng)前景分析：本成果主要應(yīng)用在航空制造領(lǐng)域，應(yīng)用于飛機(jī)圓弧擋風(fēng)玻璃的制造維修。與同類成果相比的優(yōu)勢(shì)分析：國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。

新一代航空航天器的跨代高性能要求使得其尺寸越來(lái)越大、材料體系越來(lái)越多、結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜。傳統(tǒng)制造周期長(zhǎng)、質(zhì)量不穩(wěn)定，無(wú)法滿足型號(hào)質(zhì)量和精度要求，亟需變革制造模式。工業(yè)機(jī)器人智能制造技術(shù)與裝備是解決該難題的最佳新途徑。但機(jī)器人精度低、剛性弱、加工穩(wěn)定性差等難題制約了其應(yīng)用于航空航天大型復(fù)雜構(gòu)件的高效高精制造，且核心裝備被國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家壟斷，迫切需要突破基于移動(dòng)機(jī)器人的制造核心技術(shù)與裝備，形成基于移動(dòng)機(jī)器人的大型復(fù)雜構(gòu)件原位加工與裝配融合的制造能力，打破國(guó)外壟斷，實(shí)現(xiàn)自主可控。技術(shù)特征圍繞航空航天大型復(fù)雜構(gòu)件的高效、高精、高質(zhì)量制造急需，突破了基于誤差相似度的機(jī)器人精度補(bǔ)償、機(jī)器人變剛度建模與加工顫振抑制、融合多源信息的在線感知與自適應(yīng)工藝、多功能末端執(zhí)行器研制等一系列關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建了移動(dòng)機(jī)器人智能制造技術(shù)體系，自主研發(fā)了多臺(tái)套多功能末端執(zhí)行器和高精度大負(fù)載工業(yè)機(jī)器人智能鉆/鉚/銑制造裝備。效益分析:項(xiàng)目的成功研制拓寬了工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域，已在殲20、殲10、L15高教機(jī)、大飛機(jī)、××導(dǎo)彈、天宮2號(hào)空間站等國(guó)家重點(diǎn)型號(hào)研制和批產(chǎn)中應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了殲20翼面、殲10機(jī)翼部件、高教機(jī)翼面、天宮二號(hào)空間站艙體等航空航天產(chǎn)品核心復(fù)雜大部件的生產(chǎn)，為我國(guó)航空航天大型復(fù)雜構(gòu)件制造提供了技術(shù)與裝備支撐。此外，成果還在國(guó)產(chǎn)機(jī)器人、精密零件制造等龍頭企業(yè)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用推廣，核心專利轉(zhuǎn)化1999.2萬(wàn)元，近三年新增直接經(jīng)濟(jì)效益達(dá)11.2409億元。