聚苯乙烯泡沫塑料是一种价廉、质轻、来源丰富的石油副产品。聚苯乙烯泡沫塑料的用途广泛，在包装、装饰及广告领域有着重要的地位。 传统聚苯乙烯泡沫塑料成形加工技术，主要有二种方法：1）发泡成形技术，适合大批量生产。采用一次发泡聚苯乙烯泡沫珠粒，在模具中发泡成型的方法。这种方法除专用发泡成型设备外还需要价格昂贵的金属模具。2）热丝手工切割技术，适合单件、小批量生产。这种方法加工效率低、精度及表面光洁度差，只能完成无精度要求切割任务。

实现曲面板件冲压成形模具的重构；适用于小批量板件的冲压成形；提升板料的成形性能。

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

含芯棒和无芯棒的旋锻工艺参数优化、缺陷预防以及产品设计。

磁粉探伤自动检测设备控制器以PLC为核心，触摸屏为人机操作界面，设计自动检测线，具有较高的自动化水平。 根据检测功能，具有周、纵向复合磁化、交直流磁化、电流自动跟踪、断电相位控制等功能。检测工件实现自动上料和夹持，探伤速度快，效果好，能适应多种不同规格被探工件的需要。不仅提高工作效率，更重要的是保证了探伤工艺的规范化和准确化，确保缺陷的检出率。

项目研发了一种集成位移传感功能的自传感磁流变阻尼器（DDSMRD），既能完成可控阻尼力的输出又能实现与位移呈线性比例关系的感应电压信号输出，具备阻尼力可控和相对位移动态测量的复合功能。进一步提高了车辆半主动悬架系统可靠性，并降低了系统成本。另外，由于采用双感应线圈差动缠绕，该 DDSMRD 具有抗干扰性好，感应信号强等优点。该自传感阻尼器最大输出阻尼力可达 1000N，可检测相对位移量±10mm，非常适合应用于道路车辆半主动悬架系统和座椅悬架系统的减振。

功率电感广泛应用于开关电源中，在电路中起滤波作用，其性能直接影响到开关电源的性能。例如，低的安装高度、小的体积会很大程度上缩小开关电源的体积，提高其功率密度；高的电感值会减小开关电源的纹波大小；低的漏磁场不会干扰其他电子元器件的正常工作；耐大电流的能力使其能传输更大的功率。因此，功率电感必将朝着小型、高感值、耐大电流、磁屏蔽及表面贴装的方向迈进。现有的功率电感，要满足小型、高感值、耐大电流其中的两者是容易实现的。如需满足小型、高感值的要求，则采用线径较细的漆包线绕制较多的匝数即可实现，但其额定电流值很小；如需满足小型、耐大电流的要求，则采用较粗线径的漆包线绕制较少的匝数即可实现，但其电感值小；如需满足高电感值、耐大电流的要求，则可采用线径较粗的漆包线绕制较多的匝数即可实现，但其体积将严重变大。除以上三大特性外，低电磁干扰及表面贴装的设计也是发展潮流。因此，兼具以上五种性能的小型、大电流表面贴装电感必将成为元器件市场争夺的热点。

一种磁弹磁电效应式应力监测装置，用于铁磁材料构件应力的无损监测，具有磁场发生元件、磁电传感元件、支撑骨架和控制调理仪部分。磁场发生元件在控制调理仪控制下可以根据需要产生磁场，将铁磁材料构件磁化，磁电传感元件，无需供电，直接产生表征磁场或磁感应强度的电信号VME，经控制调理仪分析处理，输出相应于外力变化的磁特征量Vst，利用该磁特征量Vst与构件应力的对应关系，实现对铁磁材料构件的无损应力监测。支撑骨架用来设置磁场发生元件和固定磁电传感元件位置。该应力监测装置可实现对铁磁材料构件应力的在线、实时、无损监测，也可用于离线无损检测。

本发明提供一种超导磁分离废水处理装置，包括磁种和絮凝剂投放器、混合器和超导磁分离器;所述磁种和絮凝剂投放器用于向混合器投放磁种和絮凝剂;所述混合器接有入水管，用于将所述磁种和絮凝剂与废水充分混合;所述磁分离器的一端与所述混合器通过管道连接，另一端接出水管，所述磁分离器中具有铁素体不锈钢材料制作的过滤装置。本发明预先加入磁种，使本身无磁性的有害物质与磁种充分结合，从而实现超导磁分离净化废水，因此能够广泛应用于工业和生活废水处理。同时，本发明成本低、效率高、耗电量小、可实现无人值守自动运行。

本项目介绍一种以三相交流电励磁的筒型磁分离器。在三相交流电的作用下产生了行波磁场。当细粉料经过磁分离器内的有效磁场区时，磁性颗粒在行波磁场的作用下，产生了“磁搅动”，且磁性颗粒在分离过程中沿分离器的内表面做翻滚运动，从而甩掉了非磁性粉料，有效地克服了“团絮”现象。此种磁选机是干式，具有连续定额，且可以方便的安装在粉料传送过程中各个环节上。