面向大尺寸高精度陶瓷及其复合材料复杂形状结构的成形，基于面曝光技术，开发了专用大尺寸陶瓷增材制造成形装备及相关工艺。技术特征基于面曝光技术的陶瓷预制体成形设备可成形ZrO2、Al2O3陶瓷预制体，利用微透镜阵列聚焦及光斑微偏移技术，分辨率可提升到37.5μm，结合收缩预测技术，大大提高陶瓷成形精度，成形尺寸达270mm×300mm×450mm，成形相对精度达到±1%，同时配套研发了无缺陷脱脂与烧结工艺，烧结样件致密度可达97%。应用范围:该项目研发了高精度结构陶瓷复杂结构成形的增材制造装备，并开展了相关工艺的研究，解决了工程陶瓷材料难以成形复杂结构的难题。项目所涉及技术可成功制备低介陶瓷无源器件、仿生多孔结构与吸波超结构等，可在航空航天、卫星、雷达等领域得到广泛的应用。

本项目将研究CVD金刚石厚膜的制备技术，导丝模的超声微纳加工技术，最终制作出合格的CVD金刚石导丝模，内孔尺寸公差<0.1微米，内孔和外圆的同心度要求小于5mm，内孔表面粗糙度Ra<0.01mm，达到国际先进水平。 本项目涉及金刚石厚膜的制备到CVD金刚石导丝模的关键工艺，项目成功后，将研发成功具有我国自主知识产权的金刚石导丝模，对我国模具产业和精密加工技术的发展具有重要的推动作用。   应用范围： 该产品应用于电火花线切割机床上使用，可以保证电火花线切割的质量和工件的加工精度。  

目前我国钢铁、石化、核工业等高温设备和管道保温材料，如玻璃棉、岩/矿棉、陶瓷纤维毡等无机保温材料，导热系数高（0.037～0.05W/(m•K)）、保温节能效果差；我国建筑和交通运输领域使用的聚苯乙烯、聚氨酯等有机保温材料（导热系数0.024～0.03W/(m•K)），耐温阻燃性能差，严重火灾频繁发生，安全隐患突出。针对钢铁、石化、核反应堆等高温工业领域对高性能保温绝热材料及其结构功能一体化的迫切需求。已提出微纳米纤维玻璃棉/低气体渗透膜材真空绝热复合材料结构设计及制备工艺方法，研发高速离心喷吹技术

成果简介：  研发采用视觉伺服方法进行焊接机器人的焊缝跟踪控制以实现真空腔体的智能化焊接。为了适合高速处理焊前的对接焊缝图像和处理多种焊缝图像，研发基于区域的焊缝图像处理算法和基于边缘的焊缝图像处理算法。研发根据焊缝图像的特点定义焊缝的位置偏差和角度偏差，在此基础上设计焊缝跟踪控制器。进而，利用视觉伺服方法进行焊接机器人的焊缝跟踪控制，实现智能

铝及其合金是工程应用最广泛的结构材料之一。传统的铝合金零件通过铸造、锻造和粉末冶金等方法制造，与这些传统制造过程相关的工具设备增加了制造成本和交付周期。3D打印技术由于为制造设计提供了丰富的自由度而广泛应用于工程零件的制造。现有3D打印技术中，选择性激光熔化（SLM）是发展最为广泛的方法之一。但是SLM工艺中的冶金缺陷如许多裂纹、球化和气孔导致只有有限数量的金属适合该种工艺，且具备满足要求的密度、微观结构和强度。中南大学粉末冶金研究院李瑞迪研究员和新西兰奥克兰大学、中车工业研究院有限公司等单位合作通过对合金元素进行调控和热处理工艺的探索，发展了一种适用于SLM制备工艺，具有良好抗裂性和高强度Al-Mg-Si-Sc-Zr合金。相关论文以题为“Developing a high-strength Al-Mg-Si-Sc-Zr alloy for selective laser melting: crack-inhibiting and multiple strengthening mechanisms”于4月13日在金属材料顶级期刊《Acta Materialia》在线发表。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.03.060在该项工作中，研究人员设计了一系列Al-Mg（-Si）-Sc-Zr合金，并用雾化合金粉末进行3D打印制备。在没有Si元素的情况下，Al-xMg-0.2Sc-0.1Zr（x=1.5,3.0,6.0wt.%）合金在制备过程中均易发生热裂纹，平均裂纹密度随Mg含量的增加而增大。发现在Al-6Mg-0.2Sc-0.1Zr合金中加入1.3wt%的Si能够有效地抑制SLM过程中的热裂纹，同时细化制备合金的微结构，从而提高打印试样的力学性能。图1：不同成分的打印样品晶粒尺寸和形貌EBSD分析结果：（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。晶体学取向用倒极图（IPF）表示。图2：Mg和Si元素对试样断裂行为的影响。（a）不同合金成分（合金1，合金2，合金3，合金4）的拉应力应变曲线。（b-e）合金1（b）、合金2（c）、合金3（d）、合金4（e）的断口SEM图像。通过对合金成分的进一步微调，研究人员设计了一种新型合金Al-8.0Mg-1.3Si-0.5Mn-0.5Sc-0.3Zr。这种新合金具有明显的细化微观组织，由亚微米胞体和胞体中存在的共晶Al3（Sc，Zr）纳米粒子（2-15nm）和粒间Al-Mg2Si共晶（Mg2Si直径10-100nm）组成。打印试样中形成了高密度的层错和独特的9R相。试样的拉伸强度和延伸率分别达到497MPa和11%。经过时效处理后，试样的拉伸强度达到550MPa，塑性在8%～17%之间。除了固溶强化、晶界强化和纳米颗粒强化外，高密度层错也有助于强化。图3：不同组分（a1-4）合金#4；（b1-4）合金#5的SLM打印样品的细晶区TEM图像：（a1-2）合金4的胞状结构；（a3-4）合金的柱状结构；（b1-5）合金（b2）的胞状结构是（b1）的暗场图像；（b3-4）合金的柱状组织#5；图（a2），（a4），（b2）和（b4）显示了晶间共晶组织；（b5）是SLM-printed Alloy#5细胞的干HAADF图像和主要元素（Al、Mg、Si、Sc、Mn和Zr）的相应EDX图谱。图4：（a）SLM打印合金#5时效前后的拉伸应力应变曲线。曲线“#5”表示打印合金#5；曲线“#5-HT1”表示360℃时效8h的合金#5；曲线“#5-HT2”表示300℃时效8h的合金#5。（b）在合金#5-HT2断裂处拉伸试样的透射电镜显示具有高密度位错和SFs的变形组织。（c）沿[001]方向的变形亚晶中滑移带和滑移方向的HRTEM图像。（d）在（-100）面上用（c）图中标记区域的傅里叶逆变换图像显示出高密度位错。这项研究成果通过在原有3D打印Al-Mg-Sc-Zr合金中添加Si元素，形成了精细打印微观组织，获得了无裂纹的打印合金成分。随后通过热处理时效工艺引入高密度层错并细化晶粒，开发出了一种具有低热裂敏感性和高强度的新型铝镁合金。这项工作提供了一种解决和消除SLM工艺中的冶金缺陷的铝镁合金成分设计方法和热处理工艺，推动了SLM制造技术的工程应用。

聚苯乙烯泡沫塑料是一种价廉、质轻、来源丰富的石油副产品，用途广泛，在包装、装饰及广告领域有着重要的地位。特别是近年来，我国制造业中真空实型消失模铸造技术的飞速发展，需要应用大量的聚苯乙烯消失模；在广告、装饰装潢领域，应用日趋广泛。目前国内外聚苯乙烯材料成形加工技术，有两种方法：对大批量生产，采用一次发泡聚苯乙烯泡沫珠粒，在模具中发泡成型的方法。这种方法除需

敏捷制造是 21 世纪制造业的主要发展方向之一。本课题主要研究敏捷制造模式下制造 系统质量保证信息系统。本课题完成了质量保证信息系统总体设计；研究了系统框架构造； 作为质量保证信息系统中有关模块的原型，研究开发了质量审核系统（包括质量体系审核、 设计质量评审、工序质量审核、产品质量审核）。系统采用 Java 语言创建动态交互式 WWW 页面，通过 JDBC(Java Database Connectivity)接口访问数据库，使得系统可在任意平台 上运行，并可访问网络上各种不同的数据库。 

本发明公开了一种有序结构电镀砂轮的制造方法。本发明采用脉冲激光束在金属材质的砂轮基体外圆周的工作面上加工出螺距为数百微米、槽口尺寸为数十微米的微细螺旋凹槽，采用环氧树脂将凹槽填充，使得在砂轮基体外圆周工作面上金属材质和环氧树脂呈螺旋规律间隔排布。然后采用电镀的方法对砂轮基体外圆周工作面电镀上磨粒，由于凹槽内填充有不导电的环氧树脂，所以在该区域无法电镀上磨粒，通过以上步骤可以得到磨粒层与环氧树脂呈螺旋规律有序排布的电镀砂轮。本发明制备的有序结构电镀砂轮有利于解决磨削加工时砂轮容易堵塞、磨削液难以进入

本发明属于增材制造领域，并公开了一种异质多材料增材制造 系统。该系统包括关节臂机器人、打印装置、减材装置和监测反馈装 置，通过采用旋转式多喷头切换打印装置，以多个送丝打印机构旋转 切换的方式进行多材料多工艺实时切换打印，实现了多材料多工艺的 高效 3D 打印成形；双目立体视觉在线实时监测反馈装置及时反馈加工 零部件的层层温度信息及三维轮廓信息并与原始模型对比标定，确定 减材加工时机及相应减材加工参数。通过本发明，高精

激光制造、增材制造等高端制造技术，在精密加工、航空航天部件加工等众多领域得到大量的应用，可以完成传统加工系统不能完成的大量加工工艺。因为制造工艺复杂，应用涉及众多重要领域，并且所涉及的三维图形处理和控制等核心技术一直掌握在国外厂商手里，因此外国一直将这些高端制造技术对中国进行严格的出口管控，相关技术和系统也成为了中国急需突破的卡脖子工程。其中，三维图形处理系统是高端制造系统中极为核心的功能系统，相关技术也被国外所严格管控，国内有众多技术空白需要突破。 针对该现状，我们对相关核心技术进行了多年的研究，投入了大量的人力物力进行了系统研发，在关键技术上形成了突破，并研制出了可用于替代国外产品的核心系统。也因为我们所形成的技术积累，我们承担了第一批国家重点研发计划项目“航空航天典型部件激光制造”中的三维图形处理系统的研究任务，并在实际应用场景中对我们的技术和系统进行了有效验证。 主要技术指标 （1）可以解析众多主流三维图形文件，读写其中的各种三维模型数据。 （2）可以分析三维对象的拓扑缺陷。 （3）可以多种方式在三维加工对象表面布局复杂加工图案。 （4）可以按照加工工艺参数，完成加工区域划分、图案分割和图元空间投影等复杂的功能。 （5）可完成工件装夹定标、加工区域边界输出、加工路径优化等丰富的功能。 （6）输出可加工的区域图案文件，供 5 轴联动数控中心执行加工操作。 （7）直观的图形操作功能。