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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
金属增材制造的口腔赝复体支架制作方法及其赝复体支架
金属增材制造的口腔赝复体支架制作方法及其赝复体支架，所述的制作方法包括：获取患者口腔上颌三维模型数据、在模型上选取口腔赝复体支架的上颌面、重建上颌面、拉伸上颌面至实体形成初始支架模型、修复初始支架模型达到设计要求并形成最终可打印制造的支架CAD模型；然后利用选择性激光熔融3D打印机进行打印制造，制造出支架模型，并对支架模型进行热处理和表面处理；所述的口腔赝复体支架包括利用金属材料制得的本体，所述的本体包括套合部和带有网状结构的支撑部。本发明的有益效果是：利用3D打印技术制作出符合临床要求的结构，精度高、表面质量好、制作周期短，更符合临床要求。
浙江大学
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
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
LZG-XX-HL 系列冷轧管机
该轧机属机电一体化产品。开式工作机架采用了环孔型轧辊对管坯进行长行程轧制，行程长度与德国SKW－75－VMR轧管机相同。 回转送进机构由原来复杂的机械传动改为简单可靠的电气传动完成，由于自行开发的电控系统采用独有技术解决了管坯送进量准确、稳定和回转角度任意可调的难题，大大简化了机械传动的调整、维护，不仅明显降低了机械传动中的刚性冲击和噪音，也大大减少了使用和维护成本。 由于该轧机可实现正、反向无扭回转，出料系统中设置了由水平料槽、卷取机、料筐装置等组成的直线在线卷取系统，实现边轧制边卷取，从而大大节省了车间占地面积。 本轧机是在吸收了国内外SKW―VMR、LG―GH、XЛT 等系列轧管机的基础上采取洋为中用，新老结合的方式，自主研制开发的新型冷轧管机。
北京科技大学
2021-04-11
四自由度缠绕机
该设备具有主轴、小车、伸臂、导丝头旋转四个自由度，用于实现弯管、锥形变径管、气瓶、压力容器、组合回转体等纤维增强复合材料壳体快速、高效、优质成型。该设备配备完善的参数化人机交互及控制系统，协同实现等悬纱长度及包络形式可控，导避免出现扭纱现象，解决了传统缠绕机生产制品单一、效率低且制品质量差等缺点；通过控制器及控制系统的改进提高缠绕机整体控制精度，实现了纤维缠绕复合材料快速、高效缠绕成型。
哈尔滨理工大学
2021-05-04
无泵喷射式制冷机
本发明公开了一种无泵喷射式制冷机，包括：发生器、第一喷射器、冷凝器、节流元件、蒸发器、三通阀、第一储液罐和第一单向阀，第一喷射器依次与冷凝器、节流元件、蒸发器串联构成回路；三通阀依次与第一储液罐、单向阀、发生器串联构成回路；发生器与第一喷射器之间设有连通的管路；冷凝器与三通阀之间设有连通的管路。本发明突破传统思路的束缚，利用三通阀的切换实现了从低压的冷凝器向高压的发生器输送流体，取代了传统循环中的循环泵，提出一种无泵喷射式制冷机，另外利用本发明可用于改进各种现有喷射式制冷机。
浙江大学
2021-04-11
全自动激光晶圆划片机系统
电路是以晶圆为载体，采用一定的工艺，把电路中的元器件和布线制作在晶圆片上，封装为 一个整体，使晶圆上每个晶粒成为具有所需电路功能的微型结构。晶圆切割的过程是将集成有 电路的整片晶圆通过划切分割成单个的晶粒，切割过程又是一种无法恢复的过程，因此，材料 和制造成本的积累以及工艺的不可重复性决定了切割工艺成为整个集成电路制造过程中最关键 和难度最大的工艺环节。 精密机械：可加工的晶圆最小直径可达50mm，在晶圆里面印刷有晶格，每个晶格的宽度 为200μm，晶格间距约为20μm，所以设备的切割精度要求控制在2μm以内，每小时切割15片。 运动平台采用高精度的直线电机平台，定位精度为2μm，重复定位精度为1μm；旋转平台的定 位精度为30″，重复定位精度为4″。 计算机自动控制：划片机系统将根据客户要求以及配合视觉检测系统传输的晶圆数据，自 动生成切割路径，在规定的工作时间内完成晶圆的切割。
华东理工大学
2021-04-11
直进式拉丝机控制系统
金属制品是冶金工业中的重要一环，但在我国该行业却是一个薄弱环节，机械、电气设备陈旧，阻碍了行业的发展。该系统是以笼型异步电动机变频调速代替发电机—电动机组，用一台PC机实现拉拔品种设定、操作自动化、生产过程控制、实时闭环控制、自动计米等功能。系统动、静态数字模型的建立及按专家系统研制的品种设定器为本项目最突出的创新点。 系统的技术先进，节能显著。调速范围在正常工作时为30:1；在5%的额定转速时有1.5倍的额定转矩；设备效率为90-95%；节电率为41%。自94年第一套投产以来，已有从三卷筒到八卷筒的五套电控系统投入运行，至今工作良好。 97年通过省级技术鉴定，评定为“国内领先”水平，在无张力检测的直进式拉丝机上应用变频调速，实现反拉力恒定、秒流量相等的实时控制；应用专家系统研制的品种设定器及自行研制的急停装置等属国内首创。获宁夏自治区科技进步二等奖，北京市科技进步三等奖。
北京科技大学
2021-04-11
无油双螺杆压缩机技术
本项目重点开发与无油水润滑螺杆压缩机、无油干式螺杆压缩机及无油双螺 杆真空泵设计制造技术。完全满足食品、饮料、医药、精细化工以及与之相关的 包装、纺织、电子制造、汽车、空分等行业需要纯净无油压缩空气的行业。 本项目研究采用最新螺杆压缩机设计理论与关键技术开发出专门针对水润 滑螺杆压缩机转子型线的优化研究，可实现转子间驱动啮合时形成很好的水膜密 封与润滑条件，既可以减少压缩腔内泄漏又可以降低摩擦功耗，从而可以整体提 高水润滑无油螺杆压缩机的产气量，同时降低能耗与振动噪音水平。在前述型线 开发的基础上, 开发转子型线加工刀具刃形。可以显著提高水润滑螺杆压缩机性 能参数。项目可实现无油螺杆转子、滑动轴承及螺杆压缩机主机三大类产品批量生产 加工，项目技术创新明显、技术难度高，所采取的转子压铸与精加工、水润滑滑 动轴承设计技术、水润滑螺杆压缩机主机具有巨大的市场，可以引领我国无油压 缩机技术与设备研发和产业化，促进我国节能减排和产品质量的提升，达到国际 领先水平。
西安交通大学
2021-04-10