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。

山东塔高矿业机械装备制造有限公司成立于2007年，公司总部位于山东省泰安市宁阳县经济技术开发区，占地面1200余亩，总投资15亿元，现有职工1600余人，是由山东能源重装集团与波兰法穆尔集团共同投资组建。2019年初，按照集团公司支架专业化生产战略总体部署，对重装集团权属二级单位支架生产场所进行整合，形成9个权属单位，泰安、枣庄、新泰、宁阳一体四地协同作业的发展格局。专业生产制造大型综采液压支护设备、工程油缸、电液阀和高端机械装备铸锻件等四大类产品。是目前国内唯一一家中外合资、专业制造、再制造大型综采支护装备的企业，可实现年产值18亿元、利润5000万元。 公司配备先进生产制造设备1500余台套，主要包括：智能焊接机器人、大型立卧式加工中心、数控卧式铣床、深孔镗床、数控机（车）床、数控切割机、数控机械手、数控锻压机、氩弧焊机、井式电阻炉、电液控制模锻锤、1600吨摩擦压力机、全自动大型10吨切边机等国际先进的制造加工设备，拥有世界级40000KN液压支架综合试验台、意大利进口三坐标检测仪、光谱分析仪、三元素分析器、超声波探伤仪等高精尖端检测设备，具备高端煤机装备制造及精密铸锻造生产能力。 公司主导产品有：矿用综采液压支护设备、大型长臂电牵引采煤机、不锈钢立柱、电液控制阀，精密铸锻件，产品性能优越，质量可靠。采用国内外先进技术工艺，研发制造的ZY18800掩护式支架，最高支护高度为8米，最大支撑阻力可达18800KN；大型电牵引长臂采煤机，涵盖了国内外各项前沿技术，年产煤量可达到1000万吨；激光熔覆不锈钢立柱，抗蚀性强，可实现5年免维护，整体使用寿命是同类产品的5-8倍；电液控制阀，采用人机界面分离技术，抗干扰能力强、性能可靠，可实现井下远程无人操作；精密铸锻件产品质量稳定、精度高，已覆盖煤机市场、铁路配件市场、汽车配件市场、耐磨配件市场等多个领域。 历经多年发展，公司在山能重装集团的带领下，以完善的产业结构、尖端的制造技术、过硬的产品质量，在矿山机械制造和服务领域得到了广泛认可，年可实现销售收入20亿元，利税1.5亿元。企业先后获得了“全国煤炭机械工业优秀企业”、“国家安全生产标准化一级企业”、“国家高新技术企业”、“中国优质名牌产品”、“全国质量诚信标杆典型企业”、“省管企业先进基层党组织”、“低碳山东行业领军单位”、“山东省新型工业化产业示范基地骨干企业”等荣誉称号，逐步向国际化大型装备制造集团迈进。

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

高校科技成果尽在科转云

高端装备制造是带动整个制造产业升级的重要引擎。我国高端装备制造存在的主要问题是装备可靠安全性差、智能化水平低、控制基础技术落后。多年来，本学科依靠重大技术创新，探索和开创高端工业制造装备自动化控制技术体系，突破复杂工业制造环境下的机器实时精密鲁棒视觉感知、高速高精度运动控制和高可靠分布式自主协同控制三大关键技术。研制出自主知识产权产业的大型工业制造机器人自动化生产线成套智能控制系统品牌，并产业化3120台套设备，技术成果获国家科技进步二等奖3项，省部级发明科技进步一等奖5项。研发了国内第一台安瓿、大输液医药异物视觉检测机器人，国内第一条大型塑料瓶输液自动化生产线成套装备，国内第一条非PVC模软袋输液自动化生产线成套装备，以及国内第一条塑料安瓿吹灌封三合一自动化成套装备。

一、成果简介 非热加工具有杀菌温度低、保持食品原有品质好、对环境污染小、加工能耗与排放少等优点，在食品加工产业的商业化应用已成为国际食品加工业中新的增长点和新兴产业。近年来，发达国家非常重视食品非热加工技术的发展，纷纷投入大量的人力、物力和财力开展有 关的科学基础研究和产业应用研究，目前，超高压技术已经分别在美国、加拿大、法国、德国、西班牙、日

本项目创新开发了基于微生物过程强化关键技术的造纸和发酵废水厌氧资源化处理工艺、创新开发了基于自由基缓释和催化剂固定化的异相催化氧化技术、创新开发了氨浸渍强化吸附及泡沫活性碳变压吸附沼气净化技术，并创新集成了针对造纸和发酵废水的资源化及超低排放处理技术体系，有效解决了造纸和发酵行业典型废水生物质能回收和超低排放的技术问题。 一、项目分类 显著效益成果转化 二、成果简介 本项目属于轻工业科学技术领域的轻工业废物处理与综合利用方向，围绕我国造纸和发酵废水排放量占全国工业废水排放量比例高、处理技术不成熟、处理成本高等问题，按照资源化利用、超低排放或回用的要求，创新开发了基于微生物过程强化关键技术的造纸和发酵废水厌氧资源化处理工艺、创新开发了基于自由基缓释和催化剂固定化的异相催化氧化技术、创新开发了氨浸渍强化吸附及泡沫活性碳变压吸附沼气净化技术，并创新集成了针对造纸和发酵废水的资源化及超低排放处理技术体系，有效解决了造纸和发酵行业典型废水生物质能回收和超低排放的技术问题。项目技术凭借工艺先进、清洁环保、质优价廉等特点打破了国外在该领域近30年的垄断。目前该技术广泛应用于中国、俄罗斯等200多家大型企业，为造纸和发酵行业的典型废水处理提供先进配套技术及装备。项目系统创新性强，社会经济效益显著。本项技术具有完备自主知识产权，获得海内外授权技术专利26项，2016年获国家科技进步二等奖。

项目首先提出了鲜叶的水冷保鲜技术、开发出水冷保鲜摊青机。创新名优茶做形理论及技术，提出“固形”理论，开发出固形设备，实现名茶的机械化做形；在此基础上，开发出关键的连接以及在制品回潮等设备，集成电子量化进料、温湿度监测与控制、水分在线检测系统，利用PLC控制系统，研建出主要名优茶连续化、自动化加工成套生产线，并制定配套的标准化技术。提出加工过程的清洁化生产技术，通过开发除尘除烟炉和名优茶加工除尘设备，实现了名优茶的清洁化加工。提出名优茶的脱氧保鲜技术，研制出高效脱氧保鲜剂，延长货架期。采用“高校-茶机厂-茶厂-政府”四位一体的技术研发与成果推广新模式普及新技术与新设备。 1、提出了鲜叶的水冷保鲜技术，保鲜时间由传统的8小时延长至15小时以上。 2、创新名优茶做形理论及技术，开发出固形设备，开发出关键的连接以及在制品回潮等设备，集成电子量化进料、温湿度监测与控制、水分在线检测系统，利用PLC控制系统，研建出主要名优茶连续化、自动化加工成套生产线，并制定配套的标准化技术。 3、首创适宜于名优茶初加工除尘的回风式除尘器，除尘效果显著。 4、研制出一种高效茶叶脱氧保鲜剂配方，能显著提高保鲜剂的脱氧能力，有效延缓名优绿茶贮藏中的氧化过程，保持名优绿茶品质。该技术已经在生产上大面积推广应用。