本研究针对复杂铸件整体制造难、制模周期长、资源消耗大等难题，构建无模铸造复合成形原理及机制，发明复杂砂型/芯数字化柔性挤压近成形、切削净成形方法，研发出砂型挤压/切削复合成形工艺，省去木模、金属模制造过程。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 铸造是我国装备制造的基础工艺，无论是农业机械、机床、汽车、船舶，还是航空航天以及国防军工等领域的发展都离不开铸件。我国现已成为世界铸件生产大国，2020年我国各类铸件总产量达到5195万吨，较2019年同比增长6.6%，约占世界总产量45%，位居世界第一位。 铸造主要有砂型铸造、金属型铸造和特种铸造等，砂型铸造由于其原材料来源广泛、成本低、铸型制造简便以及应用合金种类多等优点，世界上80%的铸件都是采用砂型铸造。对于砂型铸造工艺来说，模样、芯盒等模具的设计制造是非常复杂并且耗时的过程，该过程首先需要根据铸造方案进行模具的设计，然后通过翻模制作砂型和砂芯，之后再将制作好的砂型和砂芯经过组芯、合箱以及浇铸从而完成金属毛坯的制造。而高性能复杂整体金属结构件又是航空航天、国防军工、轨道交通等领域高端装备的核心组成部分。因此构件的短流程、高精密、高性能制造是实现我国高端装备自主研发及制造的关键环节。 传统的金属成形如模具铸造、模压锻造等需要木模、金属模的成形工艺，存在工序多、流程长、形性精确控制难等世界性难题，无法满足多品种、小批量、短流程、高精度的迫切要求，亟需研发新型精密成形基础前沿机制与方法。本项目将构建数字化精密成形理论体系，涵盖数字化无模铸造复合成形和数字化多材质复合铸型等两方面，突破了复杂整体构件高效率、高性能、高精度无模成形技术，变革了采用模具造型的传统砂型铸造和模压锻造生产模式，推动传统金属成形模式的创新发展。 复杂砂型/芯曲面柔性挤压近成形、切削净成形的数字化无模铸造复合成形技术与装备 本研究针对复杂铸件整体制造难、制模周期长、资源消耗大等难题，构建无模铸造复合成形原理及机制，发明复杂砂型/芯数字化柔性挤压近成形、切削净成形方法，研发出砂型挤压/切削复合成形工艺，省去木模、金属模制造过程。揭示了挤压工艺对砂型透气性、砂型强度等性能的影响规律，发明了梯度紧实的柔性挤压成形方法，实现了砂型/芯梯度紧实柔性挤压近成形。 复杂铸件形性精确调控的数字化多材质复合成形技术与装备 本研究针对传统单一铸型对结构复杂、壁厚差异大、铸件形性调控难、尺寸精度差等难题，提出了多材质复合铸型技术及与铸件相匹配的多材质复合铸型及其坎合组装方法，通过建立多材质复合铸型与高性能铸件一体化精确铸造成形的计算分析模型，构建了多材质复合铸型的调控原理与方法。揭示了多材质复合铸型对铸件温度场、微观组织及力学性能的影响规律，研制出石英砂、宝珠砂、铬铁矿砂等构成的形性可控铸型材料配方，实现了铸型透气性、固化强度、切削性能的协同调控。研究了传统铸型与复合铸型的凝固温度曲线，对比了不同工艺所制铸件的强度，掌握了各铸型单元的热力学参数及型砂种类对铸件性能的影响规律，揭示了金属液与不同铸型间的热力耦合作用机理。 三、创新点及主要技术指标 1.复杂砂型/芯曲面柔性挤压近成形、切削净成形的数字化无模铸造复合成形技术与装备 本研究揭示了砂粒移位、桥连断裂、空穴弥合的砂型/芯切削机理，建立了非均质离散体砂型切削模型，发明了一种切削排砂一体化的无模铸型数字化快速制造方法，实现了高精高效制造，铸件制造周期缩短50%以上，成本降低30%以上。 2.复杂铸件形性精确调控的数字化多材质复合成形技术与装备 本研究实现了对铸件充型凝固过程的精确调控，提高了复杂铸件内在质量与外在精度，实现了铸件性能主动精确调控，使铸件废品率从5%～10%降至2%～4%，减重10%～20%。 四、知识产权及获奖（成果基础） 知识产权情况： 成果获授权发明专利46件，其中美日等国际发明专利18件；软件著作权12件；起草制定国家、行业等标准规范14项；出版专著《无模铸造》（机械工业出版社，2017）。成果入选并被列为国家工信部《机械基础件、基础制造工艺、基础材料产业“十二五”规划》（工信部规[2011]509号）中“50项推广应用的先进绿色制造工艺”的首项技术。 获奖情况： 2020年国家科学技术进步奖二等奖； 2018年中国机械工业科学技术奖特等奖； 2017年国家技术发明二等奖； 2016年中国机械工业科学技术奖特等奖； 2016年中国专利金奖； 2014年国家科学技术进步奖一等奖； 2012年北京市科学技术奖一等奖； 2011年国家科学技术进步奖二等奖。 五、成果图片

系统可实现在网络环境下，完成注塑模具的并行设计。通过智能化提示，进行参数化绘图，自动生成三维模型，并由三维模型直接或通过标准的 IGES 格式转换进入不同系统的 CAM 模块，实现设计与制造信息共享，达到 CAD/CAM 一体化。提高模具设计质量，缩短设计制造周期。

本发明提供一种薄膜非连续卷绕输送模切装置，包括：放料辊，用于对成卷柔性薄膜的放卷；收料辊，用于对成卷柔性薄膜的收卷；输送对辊，设在所述放料辊和收料辊之间，用于完成薄膜进给；摩擦对辊和设在放料辊上的滑差轴，用于协作保持薄膜在进给过程中的张力稳定；模切机，用于完成薄膜裁切；工业相机，用于对薄膜的模切切痕成像；工业计算机，用于对模切切痕成像进行图像处理，处理得到的误差作为薄膜输送进给步长的精度补偿。本发明通过视觉装置识别薄膜上的模切切痕，图像处理所得薄膜进给误差，补偿下一步薄膜进给步长，有效保证薄膜非连续卷绕进给工况下，模切机薄膜进给精度和裁切切口均匀性。

XM-130B男性骨盆带韧带、血管、神经、盆底及器官模型   XM-130B男性骨盆带韧带、血管、神经、盆底及器官模型可拆分为7部件，显示了男性骨盆的骨骼、韧带、血管、神经以及盆底肌肉和外部性器官的彼此连接，通过一个正中切面展示了整个骨盆，右边的外部肛门括约肌、坐骨海绵体肌、会阴浅横肌和深横肌，以及球海绵体肌均可拆除， 直肠、膀胱、前列腺和阴茎也可在正中一拆为二，阴茎部分的皮肤和筋膜已部分去除，因此可见血管和神经，阴囊和精索区域的部分皮肤也已去除，因此睾丸和附睾是可见的。在左侧，精索以不同层进行显示，在右侧，睾提肌以及精索内筋膜已经暴露。右半部分骨盆显示了常见的外部和内部髂动脉及外部髂静脉，显示了彼此之间的位置关系。仙骨神经丛、坐骨神经丛、阴部神经丛、阴茎背神经丛、阴囊前神经、会阴神经、肛门神经以及输精管均有显示。模型还展示了以下骨骼及韧带：双侧髋骨、耻骨联合、骶骨、尾骨以及第五腰椎和椎间盘。正中切面通过第五腰椎、骶骨以及尾骨，因此骨盆可以被拆分成两半，这意味着马尾(脊尾)在椎管内可见。第五腰椎的左半部分可以被拆除。以下韧带也可见：腹股沟韧带、骶结节韧带、骶棘韧带、髂骶前韧带、髂腰韧带、前纵韧带、棘上韧带、骶髂骨间韧带、骶髂骨后韧带、骶尾外侧韧带、骶尾后浅韧带、闭锁膜以及腔隙韧带。 尺寸：自然大，17×18×30cm 材质：PVC材料

XM-131D女性骨盆带韧带、血管、神经、盆底及器官模型   XM-131D女性骨盆带韧带、血管、神经、盆底及器官模型可拆分为6部件：女性骨盆带第五腰椎、韧带、血管、神经、盆底肌群、及子宫部分直肠等6部件；其中子宫、膀胱、直肠又可以剖开成2部分，显示肛门外括约肌、尿道外括约肌、会阴浅横肌、会阴深横肌、球海绵体肌、坐骨海绵体肌、会阴中心腱、肛提肌各个部位均可拆卸，直肠、连带输卵管与卵巢的子宫及阴道作正中矢状切可分成2部件，骨盆模型的右半部能显示髂总动脉、髂内外动脉及髂总静脉、髂外静脉分布及解剖结构，显示右骶丛、右坐骨神经与右阴部神经，显示骨与韧带及左右两侧髋骨、耻骨联合、骶骨、尾骨、带椎间盘的第五腰椎。模型通过第五腰椎、骶骨与尾骨的正中矢状切骨盆可分成左右两部分，并能显示锥管中的马尾成分，第五腰椎体的左半部分可以拆卸，模型的右半部分可显示骨盆韧带及腹股沟韧带、骶结节韧带、骶棘韧带、骶髂前韧带、骶腰韧带、前纵韧带、骶髂骨间韧带、骶髂后韧带，以及闭孔膜等结构。 尺寸：自然大，27×19×22cm 材质：PVC材料

XM-131D女性骨盆带韧带、血管、神经、盆底及器官模型   XM-131D女性骨盆带韧带、血管、神经、盆底及器官模型可拆分为6部件：女性骨盆带第五腰椎、韧带、血管、神经、盆底肌群、及子宫部分直肠等6部件；其中子宫、膀胱、直肠又可以剖开成2部分，显示肛门外括约肌、尿道外括约肌、会阴浅横肌、会阴深横肌、球海绵体肌、坐骨海绵体肌、会阴中心腱、肛提肌各个部位均可拆卸，直肠、连带输卵管与卵巢的子宫及阴道作正中矢状切可分成2部件，骨盆模型的右半部能显示髂总动脉、髂内外动脉及髂总静脉、髂外静脉分布及解剖结构，显示右骶丛、右坐骨神经与右阴部神经，显示骨与韧带及左右两侧髋骨、耻骨联合、骶骨、尾骨、带椎间盘的第五腰椎。模型通过第五腰椎、骶骨与尾骨的正中矢状切骨盆可分成左右两部分，并能显示锥管中的马尾成分，第五腰椎体的左半部分可以拆卸，模型的右半部分可显示骨盆韧带及腹股沟韧带、骶结节韧带、骶棘韧带、骶髂前韧带、骶腰韧带、前纵韧带、骶髂骨间韧带、骶髂后韧带，以及闭孔膜等结构。 尺寸：自然大，27×19×22cm 材质：PVC材料

本发明公开了一种锂空气电池，该锂空气电池包括空气正极、 锂负极以及填充在空气正极与锂负极之间的有机电解液，该有机电解 液中包含非质子有机溶剂、锂盐和可溶性催化剂，其中可溶性催化剂 可选择为酞菁过渡金属化合物及其衍生物，例如酞菁铁、以及羧基化 或磺酸化的酞菁铁等。本发明还公开了相应的锂空气电池用电解液。 通过本发明，能够为锂空气电池内部提供一种溶液相的催化体系，这 样即便有大量固体的氧化锂或过氧化锂形成在空气正极的表面，仍然 能够保证催化剂与反应物之间形成良好的接触，相应地，可以使得锂 空气电池的充电电压降低、放电电压升高，与此同时还能提高电池倍 率性能、增加容量，并改善循环性能。

本发明提供一种锂离子/钠离子二次电池用负极活性材料、负极 及电池，属于电化学及电池技术领域，负极活性材料包括磷锗化合物， 或/和所述磷锗化合物与单质 P 或/和单质 Ge 所形成的第一复合物，或 /和所述磷锗化合物与导电组元所形成的第二复合物；或/和所述第一复 合物与导电组元所形成的第三复合物。本发明提供的负极包括如上所 述负极活性材料。本发明负极具有比容量高、首次库仑效率高、充放 电电压平台差别小、大电流充放电性能

锂离子电池负极材料主要包括天然石墨、人造石墨、焦碳和碳纤维等。作为电极材 料的活性物质，对碳材料的要求有许多方面：如放电比容量、颗粒大小和比表面积、电 极极化性能、充放电稳定性等。目前国内外有许多研究单位在探索新的制备工艺来改善 电极性能。 采用常压干燥技术，成功地制备了碳气凝胶材料，通过控制制备条件，实现了碳气 凝胶材料微结构人为裁剪与控制。这些新型储能器件具有重量轻、体能密度高、无污染 等优点，是新一代绿色能源材料。多孔碳电极用于锂电池将优于枝晶锂电池，传统的电 极充电时枝晶会在阴极上成核，当枝晶越过电极跨度时将造成短路，从而限制了充电次 数。用多孔碳做电极时，锂离子嵌在石墨结构中，防止了锂金属的沉积和枝晶的形成， 而丰富的孔洞可提高电极与电池溶液的接触面积。碳气凝胶是由间苯二酚和甲醛在碱性 催化剂作用下，通过溶胶-凝胶和炭化工艺制备而成的。通过控制水和催化剂的用量， 可以控制其孔洞结构和密度，它的干燥过程也正由管来的超临界干燥向常压干燥发展， 以便降低气制备成本，改善其性能，使其得到更广泛的应用。碳气凝胶也可能成为电池 材料的理想选择。 

该项目涉及一种含新型催化剂的锂空气电池正极及其制备方法。锂空气电池正极材料的质量组成：催化剂为 5-30％，碳材料为 40-80％,粘结剂为 5-30％。催化剂为金属纳米颗粒(20-60nm)高分散在微米级的碳片上的复合材料；所述金属纳米颗粒为钴、镍、铜、锌、锰、铬、钼、钒或钇。碳材料包括乙炔黑、超导炭黑、碳纤维、石墨烯、超导炭黑、科琴黑、聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩一种或两种。粘结剂为聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、羧甲基纤维素钠、聚乙二醇和丁苯树脂一种或两种以上。本发明的优点是：该催化剂可促进氧的还原，降低充电过电位，在锂空气电池中表现出优异的电催化性能；而且该催化剂工艺简单，采用环保无毒的试剂，在锂空气电池领域有广泛的应用前景。