|
搜索
搜 索
高等教育领域数字化综合服务平台
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
一种三轴搅拌摩擦增材制造装置及搅拌摩擦增材沉积方法
本申请公开了一种三轴搅拌摩擦增材制造装置，其包括两个沉积搅拌头和一个均化搅拌头，两个沉积搅拌头的排列方向垂直于三轴搅拌摩擦增材制造装置的移动方向，均化搅拌头位于两个沉积搅拌头的下游侧；沉积搅拌头的沉积轴肩具有沿径向向外突出的突出部，在突出部内具有向上凹陷而成的布料腔，布料腔连通沉积搅拌头内的下料孔；两个相邻突出部之间形成槽区，每个沉积搅拌头的突出部插入到另一沉积搅拌头的槽区内；均化搅拌头的均化轴肩的下端面上设置有向下突出的均化搅拌针。本申请还公开了搅拌摩擦增材沉积方法。本申请利用两个沉积搅拌头一次性形成更宽的单层热沉层，并利用均化搅拌头对单层热沉层的中间区域进行再次搅拌，提高中间区域的均匀性。
南京工业大学
2021-01-12
一种在液体环境中制备高精度微透镜阵列的方法及制造系统
本发明涉及微透镜阵列打印技术领域，本发明提供了一种在液体环境中制备高精度微透镜阵列的方法及制造系统，能够在液体环境中通过受约束的界面振动产生液滴的打印技术来实现高精度微透镜阵列的制备，通过X、Y、Z三轴运动平台控制压电陶瓷喷头于载液容器内的载液中通过界面振动产生液滴依次打印微透镜形成微透镜阵列，该方法可制作尺寸可编辑的微透镜阵列，且具备极高的稳定性。本发明改变了微透镜阵列的制备环境，打印过程中载液对液滴可以进行有效的保护，可以避免或缓解在使用易挥发的打印材料时出现的挥发与制备过程中气流影响微透镜形状等问题，使微透镜阵列制作过程更稳定。
南京工业大学
2021-01-12
大尺寸高承载复合材料-金属组合多级智能化结构的设计与制造
以目前航空航天、陆海空等军种的军事装备上主承载结构的轻量化为主要研发目的，通过高性能材料组合、多尺度优化以及智能化控制等来实现结构轻量化、提升军事装备作站效能的目的。同时研发的轻量化结构可以用于新能源汽车、工程机械以及空间结构上，从而实现汽车与机械的节能减排、桥梁与建筑的更大跨越能力等。
针对上述情况，做了如下研究：研究复合材料与金属组合的多级智能化结构的多尺度设计方法，解决复合材料与复合材料之间以及复合材料与金属之间高效连接技术，研发高性价比的复合材料构件，研究适合高性能材料组合的结构形式与制造工艺等。
研发了预紧力齿连接技术，解决了复合材料高效连接技术，研发出高纤维比、高性价比的混杂纤维复合材料管材，并提出多种节点连接形式，提出了复合材料-钢-铝合金组合桁架结构形式以及配套多尺度优化设计方法。
南京工业大学
2021-01-12
汽车件快速成型复合材料用高温韧性环氧树脂体系的研制
碳纤维复合材料要真正应用于汽车领域，必须适应高产量汽车生产的成本和生产速度，因此对复合材料的规模化、自动化、快速成型技术提出了更高的要求。高效率批量化生产要求新型的快速固化成型环氧树脂复合材料。其中主要涉及到的是预浸料的模压成型工艺：利用固化时间在2~5min的环氧树脂预浸料模压成型工艺生产。首先使用2～3分钟即可硬化的环氧树脂和碳纤维制造预浸料，然后再放入模具加热，在3～10MPa的高压下冲压成型。成型周期仅为约10分钟，在热硬化性CFRP中生产效率上佳。 北京化工大学先进材料研究院中心将化学流变学理论应用于碳纤维预浸料专用树脂体系的设计指导通过流变学调控树脂体系的初始粘度，实现树脂对纤维的充分浸润。通过化学反应降低预浸料的树脂流动度，提高预浸料的工艺性能。已申请专利6项。在工艺设备创新方面，采用双行星双动力的搅拌方式，低速运转的行星搅拌锚使物料上下翻动混合，高速运转的行星分散盘使物料产生强烈的碰撞和剪切。课题组充分利用北京化工大学的高分子学科优势，基于国产碳纤维的产能扩张，结合不同级别国产碳纤维(T300、T700、T800) 的表面特性，自主设计了不同耐温等级的环氧树脂体系，开发了系列化(80、90、100、120、180度)的预浸料专用树脂体系，以开拓国产碳纤维的下游加工应用。 在快速固化耐高温韧性环氧树脂体系的研制方面，环氧树脂分子设计需要满足几个条件，1、含有噁唑烷酮环的环氧树脂固化后不仅具有较好的耐热性，其玻璃化转变温度和热分解温度亦高于纯环氧树脂和其他的传统环氧热固性材料。2.具备出色的电气绝缘性能，物理机械性能。3.噁唑烷酮结构极性基团的存在使得环氧树脂与碳纤维的粘结强度增加。4.聚氨酯柔性链的存在，使得树脂的柔韧性提高。固化体系设计包括：固化剂的液化改性；储存稳定性；吸水性；分散性。MHT150-PN预浸料树脂是中高温固化快速成型的阻燃环氧树脂体系，具有高耐热、环保阻燃和高韧性等特点，主要用于汽车件等快速固化预浸料领域，具有优异的操作性及贴合性。
北京化工大学
2021-02-01
线控电动汽车用弧面二自由度永磁轮毂电机研究
本文提出了一种用于线控电动汽车的新型弧面二自由度永磁轮毂电机,能够实现旋转和偏摆两自由度运动,极大程度简化了车辆的机械传动系统.给出了典型拓扑结构,介绍了基本工作原理,重点阐述了偏摆力的产生机理.通过理论分析与推导,得到了偏摆力的近似解析表达式,与有限元仿真结果一致.对于偏摆力存在波动的问题,主要通过优化电机结构参数进行改善,其中定子齿顶部形状对偏摆力影响较大,特别是槽口宽度和齿尖厚度.经过合理的优化,该电机可以实现较恒定的偏摆力输出.
哈尔滨工业大学
2021-05-04
智能化预紧式汽车安全带关键技术研究及应用
智能预紧式安全带关键技术研究来源于天津市科委，智能安全带系统代表目前国际汽车安全带技术发展趋势，本项目对智能化预紧式安全带理想约束性能进行了理论分析与效能优化；采用多种感器信息融合技术对汽车碰撞预警机制进行建模；利用实时闭环反馈控制策略，进行了基于硬件在环技术的智能化预紧式安全带硬件控制器的开发。开发出了YZ6型智能化预紧式汽车安全带样机；通过“产、学、研”合作完成企业技术转化过程。YZ6预紧式汽车安全带是当前国际上先进的安全带产品，普遍用于中高档轿车，先后与一汽集团、天汽集团等三十余家形成稳定的配套关系。 本项目能为提升安全带生产企业的自主创新能力提供技术支撑。通过成果推广，能提高汽车安全带系统对乘员的保护效果，有效降低交通事故对人体的损伤。 本项目科研团队近年来着力于汽车安全及控制研究，包括智能预紧安全带、乘员自动识别技术和车辆安全性能检测技术等研究领域。
天津职业技术师范大学
2021-04-10
基于空气质量评估的汽车乘客舱空气调节装置及其方法
本发明公开一种基于空气质量评估的汽车乘客舱空气调节装置及其方法，该系统包括：温度传感器，气体质量检测器，湿度传感器，空气净化器，鼓风机，电动阀，微处理器(MCU)。温度传感器、湿度传感器和气体质量检测器实时监测车厢内外的空气温度、湿度和质量，并将信号变送给MCU，MCU则根据收集到的信号和内部已设定的规则控制电控三通阀、鼓风机和电动阀，从而切换空气循环模式或空气流动的通道。该系统最大可以化利用外部环境来辅助维持车厢内适宜的空气温湿度和良好的空气质量，用除湿器来有效降低车厢内空气湿度，利用空气净化器来改善恶劣环境下车厢内空气质量，并防止车厢内空气质量恶化而威胁乘客生命安全。
浙江大学
2021-04-11
可避免氢气泄放损失的液氢燃料电池汽车动力系统
本发明涉及新能源汽车领域，旨在提供可避免氢气泄放损失的液氢燃料电池汽车动力系统。该可避免氢气泄放损失的液氢燃料电池汽车动力系统包括液氢储罐、主燃料电池电堆、电气组件、电机、压力变送元件、辅燃料电池电堆、燃料电池辅助设备、蓄电池组和控制系统模块，液氢储罐的燃料出口分别连接至主燃料电池电堆和辅燃料电池电堆，主燃料电池电堆经电气组件后分别与电机和蓄电池组连接，辅燃料电池电堆经电气组件后与蓄电池组连接。本发明不仅避免了氢气的间歇性泄放，而且使挥发的氢气得到充分利用，避免了能源的浪费，蓄电池组中储存的能量可供汽车行驶一定距离，避免了液氢燃料电池汽车长期停放后因燃料挥发耗尽而无法行驶的情况。
浙江大学
2021-04-11
工信部：我国汽车产销总量连续13年位居全球第一
在工业和信息化部今日举行的2021年汽车工业发展情况新闻发布会上，工业和信息化部装备工业一司司长王卫明介绍，2021年，我国汽车产销分别完成2608.2万辆和2627.5万辆，同比分别增长3.4%和3.8%，结束了连续3年的下降趋势。
人民网
2022-01-12