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

一、成果简介 解决目前畜禽养殖业疫病复杂(病源复杂且具有抗药性)、死亡率较高、各种疾病降低生产性能和药物残留等多种问题。本项目是国家“863”高技术研究发展计划成果，含有授权国家发明专利用5项。生产出新型抗病肽蛋白功能性生物饲料，它是一种富含抗菌肽(如细菌素)以及多种功能肽、消化酶、有机酸、功能微生物和未知促生长因子(UGF)的新型抗病、助消化、促生长、环保的绿色功能性生物饲料系列产品。用于生产出优质、安全、绿色、营养、风味独特的各种畜禽和水产动物产

基于IoT技术的都市农业的服务产业化

来自锅炉的烟气由净化塔下部通过布风装置进入净化塔。雾化水由净化塔喉 部的双流体雾化喷嘴喷入净化塔，以很高的传质速率在净化塔中与烟气混合，烟 气中小液滴与氧化钙颗粒以很高的传质速率与烟气中的 SO2 等酸性物质混合反 应，生成 CaSO4 和 CaSO3 等反应产物。这些干态产物小部分从净化塔塔底排灰口 排出，大部分经过布袋除尘器分离、收集。锅炉烟气经过净化塔脱硫净化后，进 入布袋除尘器系统。为提高 Ca2+的利用率及脱硫效率，本设计设置了脱硫灰再 循环系统，根据反应器中脱硫灰的浓度和脱硫效率来调节循

智能电力监护系统、电气自动化控制 高压输配新产品，配电自动化创新技术

蓝宝石衬底生产自动化改造（非标改造）:（生产过程自动化 可视化 数字化）物流：物料自动输送，与机器人通信,实现上料下料的自动输送生产过程：机器人控制柜与生产设备通信,互联控制,协同作业,一个环节包含10多个节拍的流程控制,并可以实现人机料法环追溯。质量检测：产品下线后自动进行厚度检测并收集检测数据总控系统:设备总控制（SCADA）难题内容：1.其过程包含很多变化和不确定因素增加实施难度和复杂性2.在线测量：产品检测的厚度精确度是微米,是否能够通过机器视觉和多种传感器进行质量检测,自动检测产品厚度,自动判断是否合格。

在我国许多地区，尤其是高严寒地区，冬季铁路的路基冻胀、道岔积雪以及轨道积雪问题严重影响铁路运输的安全性，如果不解决这些问题，将影响列车的行车速度和行车安全，成为铁路运输安全的一项重大隐患。例如哈大高速铁路自投运以来，每到冬季为避免冻胀问题带来的安全隐患，均需降速运行；2018年冬季的大雪，影响了多条高铁运行。该项目采用可双向传热的有芯热管，并结合热管接力传热的方法使热管自动夏季蓄热、冬季放热，使地表温度恒定防止铁轨冻胀，实现冬季融冰化雪。

寡糖是功能性生物活性物质，不仅在功能性食品中充当功能因子，而且在农产品安全生产、食品质量和品质的提升方面有着极其广阔的开发前景。利用生物酶降解生物质多糖制备寡糖，是功能寡糖的总体发展趋势，需要大力发展与复杂来源生物多糖类底物相匹配的生物酶制备技术，并发展配套的高效预处理和多种方式联合的原料预处理技术，进而基于活性筛选与评价开发新型产品。项目系统开展了多种糖苷水解酶的高效筛选和发酵制备技术研究，已获得多样性来源的β-甘露聚糖酶、壳聚糖酶、褐藻胶裂解酶、海藻糖酶等多个品种。同时，引入联合降解以及清洁生产方式，形成多个品种寡糖的规模化制备技术体系。完成了壳寡糖、魔芋甘露寡糖、褐藻寡糖等在免疫调节、肠道菌群改善、降血糖、降血脂、抑菌、抗氧化等多方面活性评价，形成了寡糖及其配方产品等系列健康制品。申请国家技术发明专利 14 项，撰写和发表相关论文 22 篇，协助合作单位完成 5 项寡糖产品的标准制定，合作开发 7 个新产品，其中 2 个产品获批高新技术产品。

针对多频带 OFDM-UWB 无线通信系统中的关键技术问题，研究 一种全新的高性能量化噪声整形技术，设计完成无过采样结构的新型 Σ-△调制器，并将其用于多频带 OFDM-UWB 系统的 A/D 和 D/A 转 换；这种调制器可以满足超宽带系统通信速率不断提高的要求，同时 还可以解决 OFDM 信号峰均比较高的问题，并可以使系统的差错性 能得到明显改善，而且具有低功耗、低成本、易实现及便于集成为芯 片等特点。此外，研究适合多频带 OFDM-UWB 系统的快速同步捕获 与跟踪技术，设计帧同步、符号定时同步、载波同步、采样频率同步 及信道估计和均衡等技术方案，以减小运算量，简化软硬件实现，并 提高系统的频带利用率。该项目给出了一套完整的 UWB-OFDM 基带 系统技术方案，并进行了仿真与硬件验证。该项研究不仅可为多频带 OFDM-UWB 无线通信技术提供新的解决方案，也能为其它超宽带无线通信技术提供一种有效方法，产业化后必将产生较大的经济效益和 社会效益

在橡胶基体内加入反应型多维微纳碳材料，实现高性能橡胶复合材料的可控制备;可控调控生物质硅炭与多维微纳碳材料的复合结构，获得具有高力学性能和耐老化功能的新型橡胶加工技术;首次在橡胶基体内构筑具有电子共辄离域效应的交联复合结构,获得具有超耐老化能力的新型橡胶复合技术。该成果涉及的上述创新点，体现出具有国际领先的加工技术，青岛科技大学拥有独占的关键加工技术,橡胶在高温高压差非常规环境中表现出耐老化超长效工作的能力。