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高功率密度燃料电池薄型金属双极板及批量化精密制造技术
项目成果/简介:2019年上海市技术发明特等奖燃料电池“高功率密度、大功率输出、长寿命运行、低成本制造”是长期制约燃料电池汽车规模化推广的国际难题，变革燃料电池核心部件，采用金属双极板替代现有石墨双极板，是破解难题的有效途径。上海交通大学来新民教授团队历经十余年研发，与上汽集团、新源动力、上海治臻等企业开展产学研合作，发明了薄型金属双极板设计与制造新方法、新工艺和新装备。主要发明如下：1、提出了“岛群-流道”复合的大规模并联流场均匀分流原理，解决了现有叉分流道分流的过约束问题，创建了错层密封的冲压单极板背对背焊合方法，发明了薄型金属双极板“两板三场”新构型。2、揭示了大面积超薄板细密流道的成形回弹及焊接变形规律，建立了细密流场成形及焊接的残余应力分析模型，发明了极板多步成形误差补偿与激光焊接变形抑制技术。3、提出了“非晶碳耐蚀-石墨微晶导电”的涂层性能综合原理，探明了石墨微晶纵向生长机制；提出了非晶碳沉积过程伴生石墨微晶生长的控制方法，发明了非晶-微晶复合涂层及其磁控溅射制备技术。4、发明了耐蚀导电复合涂层的多腔连续磁控溅射等工艺装备，研制了融合多步成形-多工位焊接-多腔溅射的金属双极板生产装备系统，创建了我国首条金属双极板批量化生产线。本项目获授权中国发明专利37项，申请PCT专利5项，牵头和参与制订国家标准13项，发表SCI论文91篇(全球双极板主题论文数第一)。开发的金属极板在国内率先通过5000小时车载工况寿命考核，在国内金属极板市场上占主导地位；成果应用于我国首辆金属极板燃料电池轿车与客车、首个上汽P390型115kW车用全功率电堆开发，为上汽、东风、长城等国内金属极板燃料电池汽车开发提供了自主可控的核心技术。金属双极板金属双极板连续冲压成形 金属双极板多工位连续激光焊接金属双极板多腔连续磁控溅射工艺装备金属双极板生产知识产权类型:发明专利 、 其他技术先进程度:达到国内领先水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:国家级计划/专项类别:国家高技术研究发展计划、上海市科技创新行动重大项目等
上海交通大学
2021-04-10
面向先进制造的材料与整体结构多功能化创新设计技术及应用
该成果用于考虑材料--结构--工艺--性能的多因素和多层次相互影响的材料和整体结构多功能化设计建模、材料、机械产品和建筑结构创新设计开发, 以及提供复杂载荷工况下增材制造材料和整体结构多功能化创新设计技术与软件系统。该成果在增材制造产品和建筑结构创新设计方面具有高效和高性能及低成本优势。 该成果在国家”863”和多项国家自然科学基金的支持下取得一系列创新性研究成果: (1) 发明了一种基于材料破损约束的连续体结构拓扑设计建模及优化设计方法; (2)发展了多载荷工况下多相材料结构的拓扑优化设计方法;(3) 研制了涉及静、动力学要求的柔性机构创新设计技术;(4) 提出了解决应力集中和奇异问题、最大应力波动问题、分析和计算量大问题和病态载荷工况问题等的关键技术; (5)打通了技术工艺, 开发了长度尺寸控制和多个制造工艺要求的约束表征及模型化技术;(6)发展了复杂载荷环境下结构静、动力学性能要求的拓扑优化的灰度单元抑制方法和考虑边界光滑化的结构优化模型化方法；(7)在国内, 率先研发了考虑智能制造约束的功能特征空间布局和支撑结构构型的复杂集成结构优化技术和与软件系统;(8)率先研发了多功能化材料的创新设计技术;(9) 研制了整体结构多功能化创新设计技术平台和工业应用技术。
长沙理工大学
2021-04-13
面向生物医药和精细化工绿色高效制造的微流控技术
1. 痛点问题
化学工业是我国国民经济的支柱产业，集中于生产基础和大宗化工原料，而面向高端制造业和战略性新兴产业的产品，其比重不足10%。化工产业正受到国外技术壁垒和国内消费结构升级及生态环境保护要求提高的多重压力，需要加快转型升级，迈向高端化和绿色化。
针对传统医药中间体、精细化工生产设备技术革新的研究方向，微反应器和微流控技术的研究和应用成为国内外研究机构的研究热点。微反应器和微流控技术自上世纪九十年代提出，就受到学术界和产业界的广泛关注。微反应连续化生产技术是一项在新世纪中具有革命性的技术，是生物、化学、化工等交叉前沿的方向；2009年，25家国际著名跨国公司和研究机构将微化工技术列入化工产业发展新方向，联合启动了构建所谓灵活、快速、未来化工厂的“F3计划”。医药中间体、精细化工产品由于产量小，目前普遍采用传统的反应釜等设备，单批次生产，存在原料利用率低、污染排放量大,生产过程安全性较差，难以适应可持续发展的需要。解决医药中间体、精细化工生产的环保、安全、效率等问题，是目前广大中小型生产企业实现跨越式发展的关键。
2. 解决方案
微反应器/微流控技术：以微结构元件为核心，在微米或亚毫米受限空间内进行的流动、传递和反应过程，它通过减小体系的分散尺度强化混合、分散与传递，提高过程可控性和效率，以“数量放大”为基本准则，将实验室成果可靠地运用于工业过程，实现大规模生产。
目前，微反应器/微流控技术已经从研究阶段向工业化生产阶段发展，相关技术及产品的应用正处于快速增长的阶段，在生物医药、化妆品、环保等领域，都有着广泛的应用需求。采用微反应器成套技术，在实现化学品生产的连续化同时，具有低能耗，高效率，低排放，高安全性等一系列优势。
1) 本项成果基于微化工技术，结合先进的生产装备自动化技术，提供面向生物医药制造领域的绿色高效的微流控技术生产方案。
2) 同时，结合先进智能制造技术，可以构建全自动的集成化工艺平台，实现智能化、绿色化的生产工艺及装备的整体应用。
清华大学
2021-09-08
南京理工大学智能制造学院一体化产品试验台采购招标公告
一体化产品试验台采购招标项目的潜在投标人应在线上获取招标文件，并于2022年06月29日09点30分（北京时间）前递交投标文件。
南京理工大学
2022-06-09
液化气/天然气切割与焊接机具
切割与焊接是各行各业广泛采用的金属加工形式。 其中，气割与气焊是利用可燃气体在燃烧时放出的热量加热金属和进一步实现对金属进行切割或焊接的一种气体火焰加工方法。由于气割和气焊具有设备简单、使用灵活方便和比其它焊割方式（例机械切割）效率高、能在各种部位实现焊割作业等特点，目前应用还十分普遍，特别是广泛用于钢板下料、铸件冒口切割和较薄的工件及熔点较低的有色金属的焊接。 在气体焊、割中，传统的氧－乙炔焰切割与焊接技术目前在我国还占据着大约90％以上的市场，但是由于乙炔是由电石与水反应生成的，而生产电石要消耗大量电能和其它一些贵重工业原料，加之乙炔还是重要的化工原料，可以进一步合成多种化工产品，因此将乙炔作为工业燃气烧掉不仅对资源是一种浪费，而且对环境有着严重污染，所以如果能广泛使用天然气或液化气（液化石油气）代替乙炔进行火焰切割和焊接，将不仅可以收到节约能源、降低成本（80％以上）的效果，而且十分有利于资源的合理利用和环境保护。 本技术已在大庆、新疆、吉林、胜利等几个油田获得工业应用，并已取得了国家专利，专利号为：射吸式液化气、天然气焊炬，实用新型专利98 2 04699.5和射吸式液化气、天然气焊割两用炬，实用新型专利98 2 04670.5 应用于油田、铸造、机械、建筑等行业的大批量切割或焊接，一切天然气或液化气方便的地方的切割或焊接。 其优越性在于：切割质量高，环境污染轻，投资少 使用性能比乙炔安全可靠
北京科技大学
2021-04-11
一种焊接治具的便携式合金支架
本实用新型公开了一种焊接治具的便携式合金支架，包括工作台，所述工作台顶部的左侧固定连接有支撑块，所述支撑块的右侧固定连接有导向杆，所述导向杆的表面套接有与其相适应的滑块，所述工作台的底部开设有容纳槽，所述容纳槽内部的左侧通过第三转轴固定连接有固定柱，所述固定柱的左侧开设有固定槽，所述固定槽的内部通过连接块固定连接有固定杆，所述固定杆的顶部固定连接有工作台。该焊接治具的便携式合金支架，工作人员需要合金支架携带时，首先去除支撑柱与底座的连接，通过锁紧件使支撑柱收缩进固定柱内部开设的滑槽内，再转动固定柱通
安徽建筑大学
2021-01-12
一种基于光热效应的单点纳米焊接方法
本发明公开了一种电机座散热片焊接装置，包括工作台、设置在工作台上的电机座定位转动机构，以及对散热片进行焊接作业的焊接机，所述工作台上还设有散热片递送机构，该散热片递送机构包括：递送底板，该递送底板上具有在焊接过程中将待焊接散热片保持在焊接位置的承接区域；设置在递送底板上方的散热片料仓；用于将散热片料仓输出的散热片定时转移到所述承接区域的推料机构；用于将待焊接散热片压紧在承接区域的压紧机构。本发明的电机座散热片焊接装置，可实现对散热片的自动上料，同时配合焊接机和驱动机构，可实现对散热片的自动焊接，能够高效地完成电机座散热片的焊接工作，同时提高了焊接质量。
浙江大学
2021-04-13
一种基于光热效应的单点纳米焊接方法
本发明公开了一种基于光热效应的单点纳米焊接方法，现有关于纳米焊接的发明与研究多是基于大规模纳米线网络。本发明利用连续激光器输出单色激光，再通过光束衰减器调节单色激光的入射功率，然后用快门控制单色激光通过时间；再然后单色激光经四分之一玻片后由线偏光转换为圆偏光，再经光学显微镜内的分束镜反射后进入显微物镜，然后聚焦在金属纳米元件待照射位置上，金属纳米元件受激发由于表面等离激元特性产生光热效应，发生熔化或焊接过程。本发明能够快速、非接触地进行纳米元件的组装，不仅可以灵活控制焊接的位置，而且对于基底的损伤性也较小，大大提升了在微纳加工领域的结构可拓展性。
浙江大学
2021-04-13
一种激光电磁脉冲复合焊接方法与设备
本发明公开了一种激光电磁脉冲复合焊接方法及设备。所述方 法可用于激光缝焊与激光点焊工艺，是在激光束作用到工件上进行激 光焊接的过程中，将脉冲强磁场施加到焊接区域，和焊接形成光致等 离子体、熔池流场、应力应变场发生相互作用，并完成焊接任务。设 备包括激光器、电磁脉冲发生器、数控系统、光学传输系统和激光电 磁脉冲复合加工头。复合加工头用于集成激光束和脉冲强磁场，调节 电磁转换装置和工件的间距；它安装在加工机床上。本发明可
华中科技大学
2021-04-14
一种焊接熔池动态过程在线监测系统及方法
本发明公开了一种焊接熔池动态过程在线监测系统及方法，该 系统包括集成控制中心、传感检测子系统、运动控制子系统、专家数 据库、焊接工艺控制子系统和数据传输接口，集成控制中心用于接收 数据信息，发送运动控制指令、焊接工艺控制指令，以及发送数据和 读取指令;传感检测子系统用于采集焊接熔池图像信息、工艺信息、 声音信号和温度;运动控制子系统用于完成焊缝跟踪、焊枪高度调整 以及速度的控制;专家数据库用于保存焊接工艺控制参数、运动控制 参数和传感检测信息;焊接工艺控制子系统用于实现对焊接电流、电 弧电压、速度的
华中科技大学
2021-04-14