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本發明公開了一種成形區域溫度梯度可控的高能束選區熔化方 法及設備，該設備的成形組件增設有測溫模塊與溫控模塊。利用該設 備進行高能束增材制造時，可利用測溫模塊所測得的成形區域邊界溫 度實時計算出熔池內部的溫度梯度區間，并通過溫控模塊對成形區域 施加合適的熱流條件以實現對熔池及成形區域溫度梯度區間的控制， 使熔池始終滿足定向凝固條件，進而完成不同尺寸、結構的高精度、 高性能定向凝固金屬構件與單晶金屬構件的高效制造。本發明

本發明公開了一種用于提高零件表面質量的熱等靜壓成形方法， 其包括如下步驟：根據成形零件的形狀和尺寸設計出包套和控形型芯 的三維模型；根據所設計的三維模型制作不銹鋼包套和碳鋼控形型芯， 利用 PVD 法在控形型芯表面噴涂陶瓷涂層；將控形型芯固定在包套 中，往包套內填充粉末，震動搖實；對包套進行抽氣和加熱處理，待 包套中真空度達到一定程度后進行封焊；采用先升溫后升壓的工藝對 包套進行熱等靜壓處理，使粉末在高溫高壓作用下緊

本發明公開了一種高強鋼熱成形差異化力學性能分布柔性控制 方法，包括如下步驟：(1)在高強鋼坯料成形后需獲得具有高強度的位 置表面涂覆涂料；(2)將坯料置于加熱爐中加熱使涂覆涂料區域完全奧 氏體化而未涂覆涂料區域非奧氏體化或非完全奧氏體化；(3)將坯料從 加熱爐中取出快速轉移至成形模具上；(4)閉合模具使坯料成形并冷卻， 涂覆有涂料的區域冷卻后發生相變得到完全的馬氏體組織，強度提升 塑性下降，未涂覆涂料的

研究領域(1)CAD/CAM及RPM相關技術：包括功能性梯度材料/生物醫學材料計算機輔助設計以及快速原型和制造（RPM）相關技術及應用；(2)面向功能構件數字化制造的設計，網絡制造技術，功能構件的拓撲優化設計理論與方法；(3)功能構件的多尺度建模、仿真分析與優化；(4)高速精密加工工藝及裝備的動態精度設計：包括高速精密加工工藝系統動力學建模與仿真等。科研成果及簡介科研成果：(1)國家自然科學基金項目（59505005），“數控加工自適應刀具軌跡規劃及動力學行為的研究”．1996年1月～1998年12月。完成人：張大衛、黃田、倪雁冰、周立華、馮志勇、徐安平、閻兵。1998年12月結題，國際先進。(2)河北省科技攻關計劃項目，“基于網絡的新產品快速開發系統”． 完成人：檀潤華、徐安平、段國林、梁艷紅、張瑞紅、劉力松、孫立新、苑彩云、曲云霞。2001年6月鑒定，國際先進。2002年獲河北省科技進步三等獎。(3)河北省自然科學基金項目，基于汽車減振器新型數學模型的汽車乘座動力學系統參數設計．完成人：檀潤華、呂維瑛、張瑞紅、苑彩云、段國林、徐安平。2001年6月鑒定，國際先進。(4)河北省博士基金項目，汽車非線性乘座動力學專用仿真軟件開發．完成人：檀潤華、陳鷹、呂維瑛、張瑞紅、苑彩云、段國林、徐安平。2001年6月鑒定，國際先進。(5)天津市自然科學基金項目，汽車非線性乘座動力學關鍵技術研究．完成人：檀潤華、陳鷹、呂維瑛、張瑞紅、苑彩云、段國林、徐安平。2001年6月鑒定，國際先進。(6)河北省自然基金項目（500050，5萬），三維布局問題建模及其求解方法的研究．完成人：段國林、張健楠、蔡瑾、王彩紅、何樹田、徐安平、張滿囤。2003年3月通過河北省科技廳鑒定，國際先進。(7)河北省教育廳計劃項目（2000209，2萬），二維不規則形狀自動布局系統的研究開發．完成人：段國林、王彩紅、徐安平、張健楠、張滿囤、孟憲春。2003年3月通過河北省教育廳鑒定，國際先進）(8)國家教育部高等學校骨干教師資助項目，快速原型件網上訂貨系統研究．完成人：檀潤華、梁艷紅、段國林、苑彩云、張瑞紅、徐安平、孫立新、劉力松、王永山。2000年1月——2001年12月。已結題。(9)天津市科委計劃項目，“基于MDT環境的內嵌式RP數據處理軟件的研制”．課題組成員：徐安平、檀潤華、劉玉山、曲云霞、劉力松、陳青果、金艷麗。2001.1 ~ 2003.12.（1.5萬），2003年6月18日天津市科委組織專家組對項目進行了總體驗收。(10)天津市科委計劃項目，“RP技術在新產品開發過程中的應用”．課題組成員：段國林、徐安平、劉力松。2001.1 ~ 2003.12.（5萬），2003年6月18日天津市科委組織專家組對項目進行了總體驗收。(11)河北省自然科學基金項目（500046），“數控環境下動態銑削過程物理仿真系統的研究與開發”．課題組成員：徐安平、曲云霞、閻兵、段國林、孫明達、李為民、劉玉山、金艷麗、陳青果。2000.3 ~ 2003.3. （3.5萬），2003年7月20日河北省科技廳組織專家對項目進行了技術鑒定，國際先進水平。(12)河北省教育廳博士基金項目，“數控環境下動態銑削過程仿真系統的研究與開發”．課題組成員：徐安平、曲云霞、閻兵、段國林、孫明達、李為民、劉玉山、金艷麗、陳青果。2000.1 ~ 2003.3.（3.5萬），2003年7月20日河北省科技廳組織專家對項目進行了技術鑒定，國際先進水平。(13)國家自然科學基金項目（50175025），“進化過程驅動的產品概念設計模型研究”．課題組成員：檀潤華、段國林、徐安平、馬建紅、張瑞紅、苑彩云、王永山、姜屏。2001~2003,（7萬），2003年3月結題。(14)天津市自然科學基金項目（023603411），“組合夾具CAD中關鍵技術的研究”．課題組成員：段國林、丁銀周、蔡瑾、徐安平、張滿囤、李向東、李戰委。2002.6 ~ 2004.6（6萬），2005年7月3日天津市科委組織專家對項目進行了驗收，國際先進。(15)河北省自然科學基金項目（502047），“組合夾具計算機輔助構形設計中基于案例的推理方法的研究”．課題組成員：段國林、丁銀周、蔡瑾、徐安平、張滿囤、李向東、李戰委。2002.1 ~ 2005.1.（6萬），2005年7月16日河北省科技廳組織專家對項目進行了技術鑒定，國際先進。(16)天津市自然科學基金項目（023605411），“MDT環境下RP數據處理及設備驅動程序的研究與開發”．課題組成員：徐安平、曲云霞、劉玉山、陳青果、侯紅葉。2002.6 ~ 2005.6（6萬），2005年8月6日天津市科委組織專家對項目進行了驗收，國際先進。(17)河北省優秀專家留學基金項目，“選擇性金屬粉末直接燒結快速成形工藝關鍵技術及設備研究”．項目負責人：徐安平。2002.1 ~ 2004.12（8萬），已完成。(18)河北工業大學“十五211”工程項目，“功能梯度實體快速制作機”．項目負責人：徐安平。2005.1 ~ 2005.12（20萬），已通過驗收。(19)河北省教育廳計劃項目, “基于RP的新產品快速開發系統”．課題組成員：段國林、徐安平、李翠玉、劉玉山、陳青果、侯紅葉。2001~2003（20萬），已完成。(20)國家863計劃項目（2002AA415300），“自主版權三維CAD和ERP軟件在離散型中小企業的應用研究”．課題組成員：檀潤華、李向東，徐安平等。（50萬），2005年11月通過科技部驗收。(21)美國國家科學基金（NSF）項目（DMI-0218169），“Dental Restorations via Multi-Material Solid Freeform Fabrication”．課題組成員：Leon L. Shaw, Anping Xu, Jiwen Wang, Xiaoxue Li et al.(22)美國國家科學基金（NSF）項目（CBET-0930365），“Functionally Graded Orthopedic Implants via the Slurry Mixing and Dispensing Process．課題組成員：Leon L. Shaw, Anping Xu, et al.(23)天津市自然科學基金資助項目（043603111），“多坐標高速銑削集成仿真系統研究”．完成人：閻兵，徐安平等。（6萬），2007年11月通過天津市科委驗收。(24)河北省自然科學基金資助項目（E2004000052），“CAD模型直接驅動的桌面立體打印設備驅動原理及實現方法研究”．完成人：徐安平，牛亞松，付建華，曲云霞等。（7萬），2008年1月31日通過河北省科技廳組織的專家鑒定，國際先進水平。(25)河北省自然科學基金資助項目（E2006000039），“場信息驅動的復雜功能梯度實體建模理論及數字化制造關鍵技術研究”．完成人：徐安平，朱東彬，曲云霞等。（5萬），2010年5月結題。獲獎與專利 專利：(1)徐安平，朱東彬，曲云霞，郭艷華．一種非均質功能構件的制造方法與裝置[P]．國家發明專利，專利號：ZL 2008 1 0053855.5，授權公告號：CN 101328067 B， 2010年10月27日（申請日：2008年7月16日）(2)徐安平，朱東彬，曲云霞，郭艷華．打印頭與激光頭構成的組合頭[P]．國家實用新型專利，專利號：ZL 200820075355.7，授權公告號：CN 201211731Y，2009年3月25日（申請日：2008年7月16日）．(3)徐安平，汪建明，朱東彬，曲云霞．一種組織工程用三維多孔支架的制備方法及設備．國家發明專利，申請號：201010210618.2，申請日：2010年6月28日．(4)徐安平，朱東彬，郭彬，曲云霞．一種三維條形碼標簽及其制作方法．國家發明專利，申請號：201010250088.4，申請日：2010年8月11日．(5)徐安平，蔡曉剛，朱東彬，劉志華．一種非均質實體的制造方法及設備．國家發明專利，申請號：201110269706.4，申請日：2011年9月13日．(6)徐安平，蔡曉剛，朱東彬，劉志華．一種非均質實體的制造設備．國家實用新型專利，申請號：201120341665.0，申請日：2011年9月13日．軟件著作權：(1)現代集成快速原型系統(CIRPS V1.0)（軟件著作權登記，登記號：2005SR07148）．著作權人：徐安平、劉玉山、陳青果、侯紅葉、高艷平、曲云霞．中華人民共和國國家版權局，2005年7月。(2)現代集成快速原型系統(CIRPS V2.0)（軟件著作權登記，登記號：2007SR06739）．著作權人：徐安平、牛亞松、劉玉山、陳青果、侯紅葉、宋麗、曲云霞．中華人民共和國國家版權局，2007年5月。(3)非均質實體造型系統（HO-CAD V1.0）（軟件著作權登記，登記號：2008SR04932）．著作權人：徐安平、紀振鵬、曲云霞、趙競雄、劉志華．中華人民共和國國家版權局，2008年3月。(4)銑削過程物理仿真系統（MPSS V1.0）（軟件著作權登記，登記號：2008SR07563）．著作權人：徐安平、曲云霞、孫明達．中華人民共和國國家版權局，2008年4月。(5)STL模型缺陷檢測與修復系統（STL Master V1.0）（軟件著作權登記，登記號：2010SR041794）．著作權人：徐安平、張蕊、曲云霞、朱東彬．中華人民共和國國家版權局，2010年8月16日。(6)銑削過程物理仿真系統（MPSS V2.0）（軟件著作權登記，登記號：2010SR061831）．著作權人：徐安平、張大衛、張學中、靳紅偉、韓喜峰、常寧、曲云霞．中華人民共和國國家版權局，2010年11月18日。(7)基于Web的博碩士學位論文管理系統（DMMIS V1.0）（軟件著作權登記，登記號：2011SR036294）．著作權人：張滿囤、徐安平、韓冬冬、張金鐲、王智琦、王麗、邊彬彬．中華人民共和國國家版權局，2011年6月10日。(8)基于Web的圖書館學科聯絡館員信息服務管理系統（IDISMIS V1.0）（軟件著作權登記，登記號：2011SR042556）．著作權人：徐安平、王智琦．中華人民共和國國家版權局，2011年7月2日。可轉讓項目(1)一種非均質功能構件的制造方法與裝置[P]．國家發明專利，專利號：ZL 2008 1 0053855.5，授權公告號：CN 101328067 B， 2010年10月27日（申請日：2008年7月16日）(2)打印頭與激光頭構成的組合頭[P]．國家實用新型專利，專利號：ZL 200820075355.7，授權公告號：CN 201211731Y，2009年3月25日（申請日：2008年7月16日）．(3)一種組織工程用三維多孔支架的制備方法及設備．國家發明專利，申請號：201010210618.2，申請日：2010年6月28日．(4)一種三維條形碼標簽及其制作方法．國家發明專利，申請號：201010250088.4，申請日：2010年8月11日．(5)一種非均質實體的制造方法及設備．國家發明專利，申請號：201110269706.4，申請日：2011年9月13日．(6)一種非均質實體的制造設備．國家實用新型專利，申請號：201120341665.0，申請日：2011年9月13日．(7)現代集成快速原型系統(CIRPS V1.0)（軟件著作權登記，登記號：2005SR07148）．中華人民共和國國家版權局，2005年7月。(8)現代集成快速原型系統(CIRPS V2.0)（軟件著作權登記，登記號：2007SR06739）．中華人民共和國國家版權局，2007年5月。(9)非均質實體造型系統（HO-CAD V1.0）（軟件著作權登記，登記號：2008SR04932）．中華人民共和國國家版權局，2008年3月。(10)銑削過程物理仿真系統（MPSS V1.0）（軟件著作權登記，登記號：2008SR07563）．中華人民共和國國家版權局，2008年4月。(11)STL模型缺陷檢測與修復系統（STL Master V1.0）（軟件著作權登記，登記號：2010SR041794）．中華人民共和國國家版權局，2010年8月16日。(12)銑削過程物理仿真系統（MPSS V2.0）（軟件著作權登記，登記號：2010SR061831）．中華人民共和國國家版權局，2010年11月18日。(13)基于Web的博碩士學位論文管理系統（DMMIS V1.0）（軟件著作權登記，登記號：2011SR036294）．中華人民共和國國家版權局，2011年6月10日。(14)基于Web的圖書館學科聯絡館員信息服務管理系統（IDISMIS V1.0）（軟件著作權登記，登記號：2011SR042556）．中華人民共和國國家版權局，2011年7月2日。可承擔（合作開發）科研項目與技術合作(1)CAD/CAM軟件開發，RPM相關技術開發：包括功能性梯度材料/生物醫學材料計算機輔助設計以及快速原型和制造（RPM）相關技術及應用；(2)功能材料或構件的數字化設計與制造技術開發，網絡制造技術開發；(3)功能構件的多尺度建模、仿真分析與優化技術；(4)高速精密加工工藝及裝備的動態精度設計。

研究領域 以企業的生產需要為出發點，以研發新產品、新設備、新工藝為目標，進行光機電一體化成套設備及新技術的研究與開發，解決企業發展過程中的瓶頸問題。圍繞創新制造工藝、機電控制及自動化，開展綠色化、系統化智能機電一體化技術及其在生產過程中的應用研究。主要研究方向有：（1）綠色新能源生產技術及設備（2）特種加工機械（3）新型包裝機械（4）根據企業實際需求定制光機電一體化成套設備（生產線）的研發。科研成果及簡介 所承擔主要項目： 鋅空燃料電池極片干嵌法成形過程控制的理論與技術(國家自然基金) ·高速水墨柔性印刷模切機CL1224 （國家科技部） ·機械軟起動控制系統的開發（天津市教委） ·柔性傳動行星輪差速機構的研究 （河北省教育廳） ·機械液壓自動控制軟啟動系統（石家莊科技局） ·自動分頁裝訂機的開發研究（河北省教委） 橫向課題： 紙管機開發（天津巨業衣架制造有限公司） 盤料螺紋鋼滾絲機（天津市天鵬建筑器材有限公司） 五金平臺自動機械手的研制（慶輝五金制品有限公司） 乒乓膠皮海綿上料系統的研發（天津七二九體育器材開發有限公司） 電池極片卷繞設備（海裕百特鋰能設備有限公司） 鋰電池極片軋制卷繞線 ； 流延膜擠壓收卷裝置及控制系統的合作研發； 瓦棱機生產線控制系統的研制； KSQ-500電池極片卷繞設備開發 木工挖船機（威盧克斯有限公司） WS-260衛生巾生產線獲獎與專利一種布料機                  發明專利           專利號：200910068754.x一種雙向水泥土攪拌樁機      發明專利           專利號：200910069172.3一種雙向水泥土攪拌樁機      發明專利           專利號：200910069171.9一種雙向水泥土攪拌樁鉆桿    發明專利           專利號：200910069170.4一種收獲機                  發明專利           專利號：200910069269.4可轉讓項目 可承擔（合作開發）科研項目與技術合作光機電一體化成套設備（生產線）的研發

本實用新型公開了一種具有超聲能場輔助的三維微結構快速成形裝置。裝置包含聲表面波換能器、光預聚物、紫外固化燈和電動Z軸滑臺，聲表面波換能器沿圓周陣列分布，光預聚物置于換能器工作區域，紫外固化燈位于換能器下方以照射光預聚物，電動Z軸滑臺位于上方以粘附單層微結構。本實用新型能快速制造出三維微結構，不需要掩膜版和模具，并且對設備要求較低，具有操作簡單、成本低和效率高的特點。

本發明公開了一種振鏡式激光掃描大幅面材料成形加工控制系 統，其包括上位機、激光掃描主控制器和多個激光掃描從控制器；激 光掃描主控制器和多個激光掃描從控制器基于 EtherCAT 總線冗余環 型拓撲結構連接，激光掃描主控制器作為 EtherCAT 通信主站，多個激 光掃描從控制器作為 EtherCAT 通信從站。上位機通過總線與激光掃描 主控制器雙向通信，激光掃描從控制器解析激光掃描主控制器指令、 提供/采集各類信號，

本發明公開了一種適用于復雜零件的固熔復合增材成形方法， 該方法包括以下步驟：建立金屬零件 CAD 幾何模型，然后提取 STL 模型，利用分層切片軟件以分層厚度為單位對 STL 模型進行合理分層 并提取各層的輪廓信息，由計算機根據這些輪廓信息生成控制指令； 通過切割裝置用該層對應的數控指令沿該層的輪廓軌跡切割該層板 料；按照各層的排列次序通過焊料依次將各層板料進行粘合，以此完 成整個零件的粘合處理；粘合處理后的整個零件進行加熱，以實現固 熔復合熔接成形，以此方式，完成復雜零件的增材成形。本發明與現 有

1. 成果簡介預制缸套然后鑄造或裝配是采用鋁合金制造汽車發動機缸體的一種主要成形工藝。傳統的缸套都是用鑄鐵制造，鑄鐵耐磨性好，但熱導率較低，鋁合金導熱率是鑄鐵的 4 倍，采用鋁合金制造缸套的優勢是迅速將發動機燃燒產生的熱量傳遞出去，避免機油焦化，從而顯著提高發動機的升功率（功率密度）。過共晶 Al-Si 合金具有熱膨脹系數小、耐磨性好、熱導率高、高溫性能好等特點，是制造發動機缸套的理想材料。圖 1 擠壓鑄造件              圖 2 機加工后零件                 圖 3 初生硅和共晶硅分布 采用常規鑄造方法成形過共晶鋁硅合金，疏松傾向大，強度和韌性低，而且顯微組織中初生硅的尺寸難以控制。擠壓鑄造是液態金屬在較高外加壓力（百兆帕）作用下凝固成形的一種先進鑄造工藝，鑄件在低速下充型，高壓下凝固，內部致密，組織細小，并能通過熱處理強化。 清華大學成功開發了過共晶鋁硅合金缸套擠壓鑄造成形技術，具有非常好的發展潛力和產業化應用前景。2 應用說明采用鋁合金制造發動機缸套甚至全鋁發動機缸體是國外主要汽車企業開發高性能發動機的重要技術之一。采用噴射沉積加擠壓或鍛造工藝已有相關產品，但由于工序多、流程長造成生產率低、成本高。清華大學開發的過共晶鋁硅合金缸套擠壓鑄造成形技術具有短流程、近凈成形、優質、高效、節能等優點，目前正在與汽車發動機制造企業合作，進行技術評價與應用。 申請國家發明專利 1 項。3 效益分析缸套作為汽車發動機生產中的一個重要配件，其用量大，產品和技術相對獨立，原材料充足，設備投資小，適于中小企業給發動機廠配套，特別是適合于已經在給發動機廠配套鋁合金活塞等部件的企業發展這一技術和產品，易于在現有客戶渠道基礎上豐富產品種類，同時較高的技術含量可以避免被簡單模仿和惡性競爭。

1. 成果簡介預制缸套然后鑄造或裝配是采用鋁合金制造汽車發動機缸體的一種主要成形工藝。傳統的缸套都是用鑄鐵制造，鑄鐵耐磨性好，但熱導率較低，鋁合金導熱率是鑄鐵的 4 倍，采用鋁合金制造缸套的優勢是迅速將發動機燃燒產生的熱量傳遞出去，避免機油焦化，從而顯著提高發動機的升功率（功率密度）。過共晶 Al-Si 合金具有熱膨脹系數小、耐磨性好、熱導率高、高溫性能好等特點，是制造發動機缸套的理想材料。??2 應用說明采用鋁合金制造發動機缸套甚至全鋁發動機缸體是國外主要汽車企業開發高性能發動機的重要技術之一。采用噴射沉積加擠壓或鍛造工藝已有相關產品，但由于工序多、流程長造成生產率低、成本高。清華大學開發的過共晶鋁硅合金缸套擠壓鑄造成形技術具有短流程、近凈成形、優質、高效、節能等優點，目前正在與汽車發動機制造企業合作，進行技術評價與應用。 申請國家發明專利 1 項。3 效益分析缸套作為汽車發動機生產中的一個重要配件，其用量大，產品和技術相對獨立，原材料充足，設備投資小，適于中小企業給發動機廠配套，特別是適合于已經在給發動機廠配套鋁合金活塞等部件的企業發展這一技術和產品，易于在現有客戶渠道基礎上豐富產品種類，同時較高的技術含量可以避免被簡單模仿和惡性競爭。4 合作方式技術轉讓或合作開發。5 所屬行業領域先進制造。