基于自主技术首创出大型液压滚动式宽厚板剪切技术与装备，发明了液压缸驱动复合连杆机构的钢板滚动式剪切新方法，实现了宽厚板全规格范围内的纯滚动剪切，解决了剪切轨迹不能随钢板规格调整这一问题。发明了新型11杆液压滚动剪切机构和整机结构，解决了设备重量随剪切钢板宽度和厚度增大而急剧增加的难题。发明了液压滚动式金属板剪切机的液压系统及其控制方法，实现了宽厚板纯滚动剪切。发明了液压滚动式金属板剪切机抗偏载液压缸及其卧式增力结构与位姿设计方法，提高了液压伺服系统的可控性和运动平稳性。 该设备具有结构简单、重量轻、安装调试周期短等优点；同机械滚切剪相比，传动机构省去了主电机、减速机、曲轴等驱动装置，设备重量和投资降低40%以上；采用卧式液压缸增力机构，装机功率降低35%，极大降低了设备的采购、使用和维护成本。

我国农业及工业氯化钾年消费量约为1000万吨，其中60%依赖进口。钾资源开发事关整个 国家的粮食安全。 钾资源主要分为可溶性钾资源 (包括海水钾资源、可溶性固体钾资源和地下卤水钾资源) 和非水溶性溶钾资源。目前生产钾肥 (氯化钾) 的主要原料来自可溶性钾资源，除少量采用海 水提钾外，主要采用钾石盐矿、光卤石矿、硫酸盐钾矿和混合盐矿等可溶性固体钾矿和地下含 钾卤水。 可溶性钾资源生产氯化钾主要包括分解结晶和浮选两个主要过程，根据矿物原料和工艺组 合情况分为冷分解结晶-正浮选，反浮选-冷分解结晶等工艺。 华东理工大学资源过程工程研究所建有国际先进水平的浮选与结晶过程研究测试平台， 可对光卤石和钾石盐制备氯化钾的浮选工艺、浮选药剂复配、结晶过程进行在线监测研究；对 结晶产品粒度分布、晶体形貌特征分析表征；利用二维激光粒子测速仪PIV、体三维速度场仪 V3V及其相关流体力学软件，可对各类结晶器流场进行数值模拟与分析，实现结构与操作参数 的多参数系统优化，开展结晶器设计与工程放大研究等。获得多项国家发明专利授权，形成了 上下游相互关联、相互支撑的氯化钾生产成套化、系列化专利工业技术，氯化钾生产过程中钾 收率高、能耗低、产品品位高。相关研究成果已在大型工业装置得到应用，取得显著地经济效 益。

围绕难降解有机工业废水治理与毒性减排的难题，研发出毒害污染物资源化、高效转化与毒性减排技术为核心的难降解有机工业废水“物化-生化-物化”耦合集成技术与装备，有效解决了精细化工、制药、印染等行业难降解有机工业废水稳定达标和毒性减排的技术难题。 基于新型酯基树脂吸附的高水溶性芳香有机污染物资源化及其热水再生技术，实现高盐分、高有机溶剂废水中芳香有机酸的绿色分离与回收。该树脂（国家重点新产品：2007GRC11025）比表面积与吸附容量较国际同类产品XAD-7（美国Dow）及HP2MG（日

多轴超精密车削/磨削加工装备的研发是实现上述零件的高效率、确定性超精密加工的基本途径。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 超精密加工技术作为现代高科技发展而兴起的新技术，它所能达到的精度、表面粗糙度、加工尺寸范围和几何形状已经成为一个国家制造技术水平的重要标志之一。例如，光学透镜、模芯、反射镜和精密机械件等典型零件的超精密加工面型精度 PV 值小于0.2μm，表面粗糙度小于5nm。多轴超精密车削/磨削加工装备的研发是实现上述零件的高效率、确定性超精密加工的基本途径。

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

蔗糖多酯是世界新一代的酯类化合物，是优良的乳化剂和食品添加剂。蔗糖酯产品，被联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂标准委员会，确定为环保、安全、绿色、优质的食品添加剂产品。我国目前只有蔗糖单酯工业化产品，没有蔗糖多酯产品。经过300多次工艺研究与工业实验，研究开发出---蔗糖多酯制备、精制、环保的工艺与装备技术。为我国生产急需的优质、环保、安全的蔗糖多酯工业化提供了一条先进的技术途径。

机器视觉智能检测与定位技术用机器视觉取代人类视觉，为传统装备增加视觉判断与智能定位功能，可实现“无人车间”的智能检测与机械手的准确定位，实现装备智能化，解放劳动力。 该技术由太原科技大学数字媒体与通信研究所独立研发、具有独立知识产权，硬件成本低于国内外同类产品。 该技术从准确性、精度、速度、硬件成本等指标上处于国际先进水平，可实现生产线装备的实时在线智能检测与定位，检测准确度97%以上，精度0.3mm以下，定位精度可达0.01mm以下。 该技术拥有中国发明专利18项，软件知识产权5项。 2015年以来，先后应用在上海地铁隧道灾害监测、沈阳公路隧道检测、西安铁路高铁桥墩裂缝检测、爱旭太阳能义乌生产线的硅片崩边缺角及隐裂检测、通威太阳能成都、合肥生产线的硅片碎检及隐裂检测，河北电力的绝缘子检测。

聚合物微纳器件具有良好的力学和光学性能，制造过程具有明显的成本和工艺优势，是微纳技术领域的重要分支。成果完成了跨尺度功能结构与器件的设计制造，提出了聚合物微纳流控芯片、光学透镜阵列、仿生表面等典型聚合物的功能结构与器件一体化设计制造的理论和方法。以应用为导向，开发了注塑成型-模内键合集成制造、聚合微零件超声塑化、微纳米结构模芯离子沉积电铸等新原理和新方法，研制了聚合物功能结构零件批量化微纳制造的装备原理样机。 针对热塑性复合材料复杂构件成型制造所面临的多工序、高附加能耗等问题，提出了利用热压-注塑复合成形工艺实现构件的整体化成形与制造。成果集设备、工艺、材料配方于一体，可兼顾构件的结构力学性能和复杂几何特征，为车用轻量化结构件的高效制造提供了新的解决方案。 跨尺度功能结构与器件设计制造 规模化微纳制造方法与装备 热塑性复合材料复杂构件规模化制造方法与装备

本成果提出一种无感化智能睡眠监测装备。该装备旨在针对目前医疗康复行业所需检测的人体心率、呼吸、体温、动作模态三种体征进行多功能集成并进行精密测量。在分别构筑三种底层功能感知结构的基础上，对单一功能结构进行多功能集成研究并构建与之配套的传感电路系统及数据可视化界面，不断优化柔性功能感知器件组分、结构、性能实现对人体三种检测体征的无感化精密测量。针对失眠/睡眠呼吸暂停综合征/普通人，实现人体生命体征信号精密测量，输出测量图谱/报告。 图1 产品功能简介 该成果基于多材料、高灵敏的传感单元，通过高分辨率、高灵敏度、稳定无扰化的生理信号采集系统采集信息，借助云-边-端协同、深度学习等人工智能领域技术，三位一体形成疾病症状可量化的智能评估体系，对人体实现连续、移动状态下的心率、呼吸、体温、动作模态等多维度的无感式测量。面向不同群体，装备可以在无束缚状态下对人体进行全天候的监测并提供预警服务，同时为临床医生和护士提供有价值的数据信息，辅助诊断及护理。实现睡眠质量监测与远程监护管理，最终打造“人-机-环”共融的睡眠环境生态。 图2 成果核心关键技术简易图示 【技术优势】 （1）柔性纤维新材料与智能织物计算的结合赋予智能健康监测系统无感性及准确性，实现精密测量；对比医用心电监护仪，该装置可以更快发现呼吸暂停异常。 （2）形成大纤维闭环产业链，从材料、纺丝、纺纱到织造的全流程柔性感知纤维制备流程，为智能健康监测系统的产业化奠定坚实基础，且具备“感传算”一体化技术全覆盖的多样化服务，惠及民生。 （3）该装置可进行全天候的监测，并提供预警服务，为临床医生和护士提供有价值的数据信息，辅助诊断及护理。

我国的高光谱成像技术起步较晚，但受日益增长的并十分迫切的社会、经济需求的激励，光谱成像技术及应用得到快速发展，光谱分析被用来解决物理学、化学、生物学、地质学、地球物理学、医学和其它学科中的基础问题和应用问题。技术团队完成以柱面C_T消像差专利结构和Offner结构为核心的紫外、可见光、近红外、短波红外、中波红外五型高光谱成像仪产品研发，实现宽波段覆盖、成像性能好、光谱分辨率高于国外同价位产品，竞争力高。同时积极拓展开发成像光谱仪产品的应用，已研发兼具空间成像和光谱分析能力的微细样品成像分析仪器——显微成像光谱仪，用于材料和生物应用。此外配套研制了功能强大的成像光谱数据采集与处理分析软件，提出了全并行处理机制，大大缩短光谱数据获取和光谱重建时间，较国外产品用户体验更便捷友好，便于大面积推广。 图1.短波红外成像光谱仪