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面向大尺寸高精度陶瓷及其復合材料復雜形狀結構的成形，基于面曝光技術，開發了專用大尺寸陶瓷增材制造成形裝備及相關工藝。技術特征基于面曝光技術的陶瓷預制體成形設備可成形ZrO2、Al2O3陶瓷預制體，利用微透鏡陣列聚焦及光斑微偏移技術，分辨率可提升到37.5μm，結合收縮預測技術，大大提高陶瓷成形精度，成形尺寸達270mm×300mm×450mm，成形相對精度達到±1%，同時配套研發了無缺陷脫脂與燒結工藝，燒結樣件致密度可達97%。應用范圍:該項目研發了高精度結構陶瓷復雜結構成形的增材制造裝備，并開展了相關工藝的研究，解決了工程陶瓷材料難以成形復雜結構的難題。項目所涉及技術可成功制備低介陶瓷無源器件、仿生多孔結構與吸波超結構等，可在航空航天、衛星、雷達等領域得到廣泛的應用。

本項目將研究CVD金剛石厚膜的制備技術，導絲模的超聲微納加工技術，最終制作出合格的CVD金剛石導絲模，內孔尺寸公差<0.1微米，內孔和外圓的同心度要求小于5mm，內孔表面粗糙度Ra<0.01mm，達到國際先進水平。 本項目涉及金剛石厚膜的制備到CVD金剛石導絲模的關鍵工藝，項目成功后，將研發成功具有我國自主知識產權的金剛石導絲模，對我國模具產業和精密加工技術的發展具有重要的推動作用。   應用范圍： 該產品應用于電火花線切割機床上使用，可以保證電火花線切割的質量和工件的加工精度。  

目前我國鋼鐵、石化、核工業等高溫設備和管道保溫材料，如玻璃棉、巖/礦棉、陶瓷纖維氈等無機保溫材料，導熱系數高（0.037～0.05W/(m?K)）、保溫節能效果差；我國建筑和交通運輸領域使用的聚苯乙烯、聚氨酯等有機保溫材料（導熱系數0.024～0.03W/(m?K)），耐溫阻燃性能差，嚴重火災頻繁發生，安全隱患突出。針對鋼鐵、石化、核反應堆等高溫工業領域對高性能保溫絕熱材料及其結構功能一體化的迫切需求。已提出微納米纖維玻璃棉/低氣體滲透膜材真空絕熱復合材料結構設計及制備工藝方法，研發高速離心噴吹技術

成果簡介：  研發采用視覺伺服方法進行焊接機器人的焊縫跟蹤控制以實現真空腔體的智能化焊接。為了適合高速處理焊前的對接焊縫圖像和處理多種焊縫圖像，研發基于區域的焊縫圖像處理算法和基于邊緣的焊縫圖像處理算法。研發根據焊縫圖像的特點定義焊縫的位置偏差和角度偏差，在此基礎上設計焊縫跟蹤控制器。進而，利用視覺伺服方法進行焊接機器人的焊縫跟蹤控制，實現智能

鋁及其合金是工程應用最廣泛的結構材料之一。傳統的鋁合金零件通過鑄造、鍛造和粉末冶金等方法制造，與這些傳統制造過程相關的工具設備增加了制造成本和交付周期。3D打印技術由于為制造設計提供了豐富的自由度而廣泛應用于工程零件的制造。現有3D打印技術中，選擇性激光熔化（SLM）是發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、球化和氣孔導致只有有限數量的金屬適合該種工藝，且具備滿足要求的密度、微觀結構和強度。中南大學粉末冶金研究院李瑞迪研究員和新西蘭奧克蘭大學、中車工業研究院有限公司等單位合作通過對合金元素進行調控和熱處理工藝的探索，發展了一種適用于SLM制備工藝，具有良好抗裂性和高強度Al-Mg-Si-Sc-Zr合金。相關論文以題為“Developing a high-strength Al-Mg-Si-Sc-Zr alloy for selective laser melting: crack-inhibiting and multiple strengthening mechanisms”于4月13日在金屬材料頂級期刊《Acta Materialia》在線發表。論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.03.060在該項工作中，研究人員設計了一系列Al-Mg（-Si）-Sc-Zr合金，并用霧化合金粉末進行3D打印制備。在沒有Si元素的情況下，Al-xMg-0.2Sc-0.1Zr（x=1.5,3.0,6.0wt.%）合金在制備過程中均易發生熱裂紋，平均裂紋密度隨Mg含量的增加而增大。發現在Al-6Mg-0.2Sc-0.1Zr合金中加入1.3wt%的Si能夠有效地抑制SLM過程中的熱裂紋，同時細化制備合金的微結構，從而提高打印試樣的力學性能。圖1：不同成分的打印樣品晶粒尺寸和形貌EBSD分析結果：（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。晶體學取向用倒極圖（IPF）表示。圖2：Mg和Si元素對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）的拉應力應變曲線。（b-e）合金1（b）、合金2（c）、合金3（d）、合金4（e）的斷口SEM圖像。通過對合金成分的進一步微調，研究人員設計了一種新型合金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和獨特的9R相。試樣的拉伸強度和延伸率分別達到497MPa和11%。經過時效處理后，試樣的拉伸強度達到550MPa，塑性在8%～17%之間。除了固溶強化、晶界強化和納米顆粒強化外，高密度層錯也有助于強化。圖3：不同組分（a1-4）合金#4；（b1-4）合金#5的SLM打印樣品的細晶區TEM圖像：（a1-2）合金4的胞狀結構；（a3-4）合金的柱狀結構；（b1-5）合金（b2）的胞狀結構是（b1）的暗場圖像；（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細胞的干HAADF圖像和主要元素（Al、Mg、Si、Sc、Mn和Zr）的相應EDX圖譜。圖4：（a）SLM打印合金#5時效前后的拉伸應力應變曲線。曲線“#5”表示打印合金#5；曲線“#5-HT1”表示360℃時效8h的合金#5；曲線“#5-HT2”表示300℃時效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）圖中標記區域的傅里葉逆變換圖像顯示出高密度位錯。這項研究成果通過在原有3D打印Al-Mg-Sc-Zr合金中添加Si元素，形成了精細打印微觀組織，獲得了無裂紋的打印合金成分。隨后通過熱處理時效工藝引入高密度層錯并細化晶粒，開發出了一種具有低熱裂敏感性和高強度的新型鋁鎂合金。這項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計方法和熱處理工藝，推動了SLM制造技術的工程應用。

聚苯乙烯泡沫塑料是一種價廉、質輕、來源豐富的石油副產品，用途廣泛，在包裝、裝飾及廣告領域有著重要的地位。特別是近年來，我國制造業中真空實型消失模鑄造技術的飛速發展，需要應用大量的聚苯乙烯消失模；在廣告、裝飾裝潢領域，應用日趨廣泛。目前國內外聚苯乙烯材料成形加工技術，有兩種方法：對大批量生產，采用一次發泡聚苯乙烯泡沫珠粒，在模具中發泡成型的方法。這種方法除需

敏捷制造是 21 世紀制造業的主要發展方向之一。本課題主要研究敏捷制造模式下制造 系統質量保證信息系統。本課題完成了質量保證信息系統總體設計；研究了系統框架構造； 作為質量保證信息系統中有關模塊的原型，研究開發了質量審核系統（包括質量體系審核、 設計質量評審、工序質量審核、產品質量審核）。系統采用 Java 語言創建動態交互式 WWW 頁面，通過 JDBC(Java Database Connectivity)接口訪問數據庫，使得系統可在任意平臺 上運行，并可訪問網絡上各種不同的數據庫。 

本發明公開了一種有序結構電鍍砂輪的制造方法。本發明采用脈沖激光束在金屬材質的砂輪基體外圓周的工作面上加工出螺距為數百微米、槽口尺寸為數十微米的微細螺旋凹槽，采用環氧樹脂將凹槽填充，使得在砂輪基體外圓周工作面上金屬材質和環氧樹脂呈螺旋規律間隔排布。然后采用電鍍的方法對砂輪基體外圓周工作面電鍍上磨粒，由于凹槽內填充有不導電的環氧樹脂，所以在該區域無法電鍍上磨粒，通過以上步驟可以得到磨粒層與環氧樹脂呈螺旋規律有序排布的電鍍砂輪。本發明制備的有序結構電鍍砂輪有利于解決磨削加工時砂輪容易堵塞、磨削液難以進入

本發明屬于增材制造領域，并公開了一種異質多材料增材制造 系統。該系統包括關節臂機器人、打印裝置、減材裝置和監測反饋裝 置，通過采用旋轉式多噴頭切換打印裝置，以多個送絲打印機構旋轉 切換的方式進行多材料多工藝實時切換打印，實現了多材料多工藝的 高效 3D 打印成形；雙目立體視覺在線實時監測反饋裝置及時反饋加工 零部件的層層溫度信息及三維輪廓信息并與原始模型對比標定，確定 減材加工時機及相應減材加工參數。通過本發明，高精

激光制造、增材制造等高端制造技術，在精密加工、航空航天部件加工等眾多領域得到大量的應用，可以完成傳統加工系統不能完成的大量加工工藝。因為制造工藝復雜，應用涉及眾多重要領域，并且所涉及的三維圖形處理和控制等核心技術一直掌握在國外廠商手里，因此外國一直將這些高端制造技術對中國進行嚴格的出口管控，相關技術和系統也成為了中國急需突破的卡脖子工程。其中，三維圖形處理系統是高端制造系統中極為核心的功能系統，相關技術也被國外所嚴格管控，國內有眾多技術空白需要突破。 針對該現狀，我們對相關核心技術進行了多年的研究，投入了大量的人力物力進行了系統研發，在關鍵技術上形成了突破，并研制出了可用于替代國外產品的核心系統。也因為我們所形成的技術積累，我們承擔了第一批國家重點研發計劃項目“航空航天典型部件激光制造”中的三維圖形處理系統的研究任務，并在實際應用場景中對我們的技術和系統進行了有效驗證。 主要技術指標 （1）可以解析眾多主流三維圖形文件，讀寫其中的各種三維模型數據。 （2）可以分析三維對象的拓撲缺陷。 （3）可以多種方式在三維加工對象表面布局復雜加工圖案。 （4）可以按照加工工藝參數，完成加工區域劃分、圖案分割和圖元空間投影等復雜的功能。 （5）可完成工件裝夾定標、加工區域邊界輸出、加工路徑優化等豐富的功能。 （6）輸出可加工的區域圖案文件，供 5 軸聯動數控中心執行加工操作。 （7）直觀的圖形操作功能。