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"本項目致力于熱成形設計與制造數字化仿真解決方案，聚焦前沿仿真技術，旨在形成自主可控的國產化工業軟件。目前已在焊接、增材制造、熱處理、鑄造、電子封裝等熱成形制造工藝的基礎理論和仿真軟件研發方面取得了系列成果,推出了我國亟需的20多套大型工業軟件，具備全部自主知識產權, 部分打破國外壟斷, 為包括中航工業，中船重工，中國兵器等在內的國內外數百家企業提供了產品和技術服務。本團隊依托材料成形與模具技術國家重點實驗室和國家數字化設計與制造創新中心等國家級平臺，是我國為數不多的擁有工業軟件概念設計、理論攻關、技術突破、代碼編寫與系統集成能力的研發團隊, 綜合實力位居國內前列。 "

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。聚苯乙烯泡沫塑料的用途廣泛，在包裝、裝飾及廣告領域有著重要的地位。 傳統聚苯乙烯泡沫塑料成形加工技術，主要有二種方法：1）發泡成形技術，適合大批量生產。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。這種方法除專用發泡成型設備外還需要價格昂貴的金屬模具。2）熱絲手工切割技術，適合單件、小批量生產。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。

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

本發明屬于快速鑄造技術領域，并公開了一種鑄型三維噴印成 形方法，包括以下步驟：(1)制備液體粘結劑；(2)制備混合粉末；(3) 將步驟(1)制備的液體粘結劑放入快速成型設備的噴墨打印頭內，將步 驟(2)制備的混合粉末放入粉缸內，開啟快速成型設備進行三維噴印成 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 發明采用的液體粘結劑為水基粘結劑

本研究針對復雜鑄件整體制造難、制模周期長、資源消耗大等難題，構建無模鑄造復合成形原理及機制，發明復雜砂型/芯數字化柔性擠壓近成形、切削凈成形方法，研發出砂型擠壓/切削復合成形工藝，省去木模、金屬模制造過程。 一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、成果簡介 鑄造是我國裝備制造的基礎工藝，無論是農業機械、機床、汽車、船舶，還是航空航天以及國防軍工等領域的發展都離不開鑄件。我國現已成為世界鑄件生產大國，2020年我國各類鑄件總產量達到5195萬噸，較2019年同比增長6.6%，約占世界總產量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用合金種類多等優點，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、芯盒等模具的設計制造是非常復雜并且耗時的過程，該過程首先需要根據鑄造方案進行模具的設計，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。而高性能復雜整體金屬結構件又是航空航天、國防軍工、軌道交通等領域高端裝備的核心組成部分。因此構件的短流程、高精密、高性能制造是實現我國高端裝備自主研發及制造的關鍵環節。 傳統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，亟需研發新型精密成形基礎前沿機制與方法。本項目將構建數字化精密成形理論體系，涵蓋數字化無模鑄造復合成形和數字化多材質復合鑄型等兩方面，突破了復雜整體構件高效率、高性能、高精度無模成形技術，變革了采用模具造型的傳統砂型鑄造和模壓鍛造生產模式，推動傳統金屬成形模式的創新發展。 復雜砂型/芯曲面柔性擠壓近成形、切削凈成形的數字化無模鑄造復合成形技術與裝備 本研究針對復雜鑄件整體制造難、制模周期長、資源消耗大等難題，構建無模鑄造復合成形原理及機制，發明復雜砂型/芯數字化柔性擠壓近成形、切削凈成形方法，研發出砂型擠壓/切削復合成形工藝，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律，發明了梯度緊實的柔性擠壓成形方法，實現了砂型/芯梯度緊實柔性擠壓近成形。 復雜鑄件形性精確調控的數字化多材質復合成形技術與裝備 本研究針對傳統單一鑄型對結構復雜、壁厚差異大、鑄件形性調控難、尺寸精度差等難題，提出了多材質復合鑄型技術及與鑄件相匹配的多材質復合鑄型及其坎合組裝方法，通過建立多材質復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，構建了多材質復合鑄型的調控原理與方法。揭示了多材質復合鑄型對鑄件溫度場、微觀組織及力學性能的影響規律，研制出石英砂、寶珠砂、鉻鐵礦砂等構成的形性可控鑄型材料配方，實現了鑄型透氣性、固化強度、切削性能的協同調控。研究了傳統鑄型與復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參數及型砂種類對鑄件性能的影響規律，揭示了金屬液與不同鑄型間的熱力耦合作用機理。 三、創新點及主要技術指標 1.復雜砂型/芯曲面柔性擠壓近成形、切削凈成形的數字化無模鑄造復合成形技術與裝備 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，建立了非均質離散體砂型切削模型，發明了一種切削排砂一體化的無模鑄型數字化快速制造方法，實現了高精高效制造，鑄件制造周期縮短50%以上，成本降低30%以上。 2.復雜鑄件形性精確調控的數字化多材質復合成形技術與裝備 本研究實現了對鑄件充型凝固過程的精確調控，提高了復雜鑄件內在質量與外在精度，實現了鑄件性能主動精確調控，使鑄件廢品率從5%～10%降至2%～4%，減重10%～20%。 四、知識產權及獲獎（成果基礎） 知識產權情況： 成果獲授權發明專利46件，其中美日等國際發明專利18件；軟件著作權12件；起草制定國家、行業等標準規范14項；出版專著《無模鑄造》（機械工業出版社，2017）。成果入選并被列為國家工信部《機械基礎件、基礎制造工藝、基礎材料產業“十二五”規劃》（工信部規[2011]509號）中“50項推廣應用的先進綠色制造工藝”的首項技術。 獲獎情況： 2020年國家科學技術進步獎二等獎； 2018年中國機械工業科學技術獎特等獎； 2017年國家技術發明二等獎； 2016年中國機械工業科學技術獎特等獎； 2016年中國專利金獎； 2014年國家科學技術進步獎一等獎； 2012年北京市科學技術獎一等獎； 2011年國家科學技術進步獎二等獎。 五、成果圖片

本發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；實施預成形，使位于凸模底部的待 成形板料被壓入凹模內；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；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；反復執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領域。該成形方法首先在現有數控漸進成形機床上設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，通過調節液壓缸的推力和行程以控制所述圓錐形輔助底座的升降；在數控漸進成形機床的夾具內安裝輔助底座裝置，并把液壓缸的底部固定在數控漸進成形機床上；然后三維建模以及調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優化、缺陷預防以及產品設計。

率先對表面大應力應變劇烈形變方法及其應力場和溫度場分布規律 進行研究，發明了表面大應力劇烈變形誘導合金化方法，為提高合金化程 度和合金化深度提供試驗基礎，并揭示表面劇烈變形過程中溫度場分布規 律。在此基礎上，建立了強熱力耦合作用下梯度微納組織結構的穩定化機 理，并構筑梯度微納組織結構合金化理論與方法，實現有效提升梯度微納 組織結構的穩定性，并優化表面組織性能，突破了現有梯度微納組織結構 穩定化理論與方法中強韌性不匹配問題。利用該研究成果于銅合金、碳

鋰-硫電池真正能夠滿足實用化需求，除了需要解決前述硫正極材料的導電 性、體積膨脹以及多硫化物的溶解等問題外，還存在鋰-硫電池中因使用金屬鋰 作為負極可能導致的安全問題，鑒于此，團隊研究者設計了一種原位制備硫化鋰 /微孔碳復合電極材料的新方法，將前期研究制備的碳/硫復合電極材料延伸到與 產業化結合，實現商用鋰離子電池的電解液在鋰-硫電池中的使用，因此，該方 法可滿足現有鋰離子電池生產工藝需求，并與國際知名電池企業 SAFT 公司開展 相關技術合作。