成果介绍3D打印混凝土技术是在3D打印技术的基础上，基于增材制造原理进行分层打印混凝土建筑物的新技术，是一种基于数字模型的快速成型技术。与传统的混凝土成型工艺相比其具有无模化、快速化、自动化、灵活化的优势。本项目涉及高性能3D打印装备、3D打印混凝土的材料、3D打印产品及其应用。涵盖从效果图设计开始，到建筑图设计、施工图深化、建模、打印、养护、安装、主体装修等工序，可实现个性化、多样化3D打印混凝土制品的设计、制备及工程推广应用。技术创新点及参数（1）适用于不同工程的3D打印混凝土材料配合比及打印工艺参数的优化设计根据不同工程3D打印构件实际需求，深度优化原材料（外加剂、纤维等）配比，调节其凝结时间、黏度、流变特性等，并优化打印速度、打印路径等打印参数，使其可泵送性、可挤出性、可建造性等满足打印需求，其力学强度、耐久性等满足后期使用要求。（2）较大尺寸及复杂结构建筑物的实现方式-装配式。就目前3D打印技术而言，尤其是对于较大尺寸及复杂结构的建筑物或构件，其不仅仅对材料性能有较高要求，同时对整体结构稳定性、安全性等也提出了一定的要求。通过结构优化，分割合理的打印单元模块，设计合理的打印路径及打印参数，并辅以配筋、构造柱、圈梁、“卡扣”等，同时考虑构件的起吊、运输、安装，实现整体结构的安全稳定。（3）3D打印混凝土的界面增强技术由于特殊的打印工艺，打印界面属于受力的薄弱位置。通过界面增强技术，保证打印的接触界面有足够高的抗剪强度和抗拉强度，满足结构负荷的要求。（4）含粗骨料的3D打印混凝土的材料配比及工艺优化技术3D打印工艺对骨料有较高的要求，通过原材料配比及打印工艺参数改进，优化粗骨料掺量、粒形、最大骨料粒径、粒径级配等，实现粗骨料混凝土连续、稳定打印，提高打印成品的抗裂性能。（5）大型混凝土3D打印设备及核心器件的研发与制造大型混凝土3D打印设备具有整体刚度高、承载能力强、控制简单、稳定性高等优点，同时，响应速度快、挤出速度可调，打印过程中可保持混凝土供应的连续性和均匀性，可实现高精度打印控制。另外，3D打印轻骨料混凝土、3D打印泡沫混凝土、3D打印混凝土钢筋连接技术等也取得一定成果。市场前景该项目创新技术已在建筑工程、市政工程、水利工程等领域得到了推广应用。另外，形式多样的3D打印景观小品艺术围栏、景观长廊、花箱、树池、湿地等也在多地推广应用。不仅有良好的实用性、公共性，同时在审美上给予人民群众以愉悦、独特的视觉体验。3D打印作为一种新的制造方式，在景观提升方面蕴含着较大的潜力与发展空间。应用结果表明，建筑3D打印技术具有施工方便、缩短工期、节约劳动力等优点。此外，建筑3D打印技术可以使建筑结构在造型设计方面更美观新颖、在造价控制方面更低廉、在功能使用方面更灵活，具有广阔的应用推广前景。

世界上70%以上电能通过电力电子技术进行变换与控制，提高电力电子运行可靠性具有重要意义。本项目拟从故障预诊断与健康管理的新角度，研发一系列电力电子高可靠性关键技术。主要研究内容包括：基于“端部特性”的变流器IGBT模块故障预诊断技术、IGBT功率模块结温监测技术、变流器自检测试技术以及基于开关降频的变流器延寿运行技术等。在此基础上，进一步研发具有实用价值的变流器IGBT模块故障预诊断仪以及结温测量仪(包括离线检测式与在线监测式），并积极与企业合作进行工程应用于推广。 作为近年来发展起来的高新技术，世界上目前尚无具备电力电子故障预诊断与健康管理功能的商业技术与产品。随着电力电子的迅速发展与广泛应用，市场迫切需要一系列能安全、有效、经济提高电力电子可靠性的技术与产品，因此本项目的研发工作具有广阔的市场前景。 项目组在前期工作基础上正积极需求企业合作，开展相关技术的工程应用与推广工作。目前正与英飞凌公司以及中石化茂名分公司洽谈技术合作，具体拟定的项目为："变流器IGBT功率模块结温在线测量技术研究", 英飞凌公司, 项目计划实施时间2016.1-2016.12；"高压变频器健康状态检测与评估", 中国石化茂名分公司, 项目计划实施时间2016.3-2017.2。 英飞凌公司是目前世界上电力电子器件最大的制造商，它们的产品广泛应用于航空航天、驱动牵引、冶金机械传动、输配电系统、新能源发电等领域。为提高英飞凌电力电子产品的运行可靠性，英飞凌公司将资助我们研发变流器IGBT功率模块结温测量技术。目前双方已确定技术合同附件，正进入立项流程中。 中石化茂名分公司是我国最大炼油和石化产品生产基地之一，拥有大量高压变频器等电力电子设备。为进一步确保生产安全，他们希望同济大学项目组能在变频器设备停运期间开展健康状态检测与评估工作，为设备后期运行与维护提供科学依据。目前该项目已基本确定检测方案。

南开大学 1978 年在国内率先开展非晶硅材料及其电池的研究，该技术获得天津市技术发明二等奖。自“六五”至“九五”期间，连续 4个五年国家科技攻关计划，获科技部重点攻关和天津市科委的支持，经过 20 余年潜心研发，硅基薄膜太阳电池性能跻身世界先进行列。于 2003 实现非晶硅电池产业化。 2000 年始，在国内率先开展新一代硅薄膜电池的研究。2007 年，该成果实现技术转移生产。 2009 年，研制成功我国首套基于自主专利技术的、衬底面积0.79m2、线列式 5 室连续 VHF-PECVD 系统及相应中试生产线及其组件制造技术。成为国际上为数不多可开展大面积新一代硅基薄膜太阳 电池研究的单位。 2011 年，开发出年产能 2 兆瓦、具有自主知识产权的、我国首条年产能 2 兆瓦的非晶硅/非晶硅锗/微晶硅叠层电池生产线及其组件生产技术。生产出的太阳电池组件效率达 9.59%，将新一代硅薄膜电池技术推向产业化。

南开大学 1978 年在国内率先开展非晶硅材料及其电池的研究，该技术获得天津市技术发明二等奖。自“六五”至“九五”期间，连续 4 个五年国家科技攻关计划，获科技部重点攻关和天津市科委的支持， 经过 20 余年潜心研发，硅基薄膜太阳电池性能跻身世界先进行列。 于 2003 实现非晶硅电池产业化。 2000 年始，在国内率先开展新一代硅薄膜电池的研究。2007 年， 该成果实现技术转移生产。 2009 年，研制成功我国首套基于自主专利技术的、衬底面积 0.79m2、线列式 5 室连续 VHF-PECVD 系统及相应中试生产线及其 组件制造技术。成为国际上为数不多可开展大面积新一代硅基薄膜太 阳电池研究的单位。 2011 年，开发出年产能 2 兆瓦、具有自主知识产权的、我国首条 年产能 2 兆瓦的非晶硅/非晶硅锗/微晶硅叠层电池生产线及其组件生 产技术。生产出的太阳电池组件效率达 9.59%，将新一代硅薄膜电池 技术推向产业化。

辐向整体永磁环是磁场方向沿径向呈放射状分布的磁性器件，具有高效的励磁作用，能明显提高器件的工作效率，并显著降低其体积和重量，是日本NEOMAX公司的高技术产品，其制造技术对我国采取保密封锁。为此，在广东省教育部产学研结合协调领导小组办公室的资助下，北京科技大学和肇庆三环京粤磁材有限责任公司进行产学研合作，项目总投资150万元，其中省产学研经费50万元，企业自筹100万元。项目组开展了辐射取向磁场设计、整体辐向模具的设计、磁粉高均匀装填技术、整体辐向永磁环烧结及热处理技术和多极/辐向磁环的充磁技术等研究，突破了辐向磁场及模具设计和整体辐向永磁环烧结及热处理技术等关键技术，完成了项目合同的各项技术指标(材料利用率≥90％；磁环生产成品率≥90％；磁体最大磁能积≥320kJ/m3；多极整体永磁环的密度不均匀性≤1.5％；每极气隙磁密波形系数≥0.8，极间磁密不均匀性≤8％；辐向整体磁环的表面磁密不均匀性≤6％)。项目实施后，肇庆三环京粤磁材有限责任公司改拼装辐向钕铁硼永磁环为整体辐向钕铁硼永磁环，不仅大幅提高了磁环的性能和技术附加值，而且节约了原材料80吨，仅原料成本节约1200万元，深受恒磁实业有限公司、闻达磁铁有限公司和肇庆市中宝机电设备实业有限公司等用户的高度评价，产生了显著的经济和社会效益。

东北大学自主研发的薄带连铸技术，形成了具有我国自主知识产权的薄带连铸高品质钢材成套工艺与装备技术，在国际上薄带连铸钢材的工业化生产具有领先地位。高品质钢材薄带连铸产业化系列关键技术取消了传统带钢生产中的连铸（铸锭）、粗轧、热连轧及相关的加热、切头等工序，将凝固与成形，铸造和轧制工序合二为一，大幅度缩短了钢铁材料的生产工艺流程。与常规厚板坯连铸技术相比，薄带连铸的生产能耗可降低80%，CO2、N0x、SOx的排放可分别降低86%、93%和70%。同时，薄带连铸也可实现高品质钢材织构、组织和析出的综合控制，具有短流程、绿色环保、产品性能优异等优点，特别适于常规流程生产不好或者生产不了的特种合金带材产品。

本项目以前期积累的有关FBG传感技术在航空结构健康监测中的研究成果和经验为基础，把握国内外最新研究进展，研究FBG传感器要实现航空结构健康监测的实际工程应用所需解决的关键技术问题。着重解决以下几个问题：（1）光纤Bragg光栅反射谱重构技术；（2）基于光纤Bragg光栅反射谱的损伤特征参数的提取及评估方法；（3）光纤Bragg光栅的应变信号/温度信号的分离方法。以推动FBG传感技术的实用化进程

石油和天然气是驱动现代工业与文明的动力。国外长期对中国封锁油气开采 关键设备和技术。针对深地测井，研发自主知识产权的定向传感和传输技术，打 破国外技术垄断，为发展我国油气钻探事业添砖加瓦。 定向传感器是钻探设备的核心部件，用于测量油气钻探过程中井下钻探设备 姿态。团队研发的HH系列定向传感器，主要基于加速度传感器和磁通门传感器， 拥有自主知识产权的补偿与标定算法，具有精度高，稳定性好，抗高温，抗震能 力强，成本低等优势。该系列包括125笆、150°C以及175笆三个温度版本的产品， 适用于不同恶劣环境与不同规格的油气井钻探工作。 连续波传输系统将深井下的大量测井数据，通过泥浆将编码信号传送到地面。 地面系统进行信号解析并图示化显示各种工程数据。利用快速稳定连续波编解码 方式，有效提升了传输稳定性与传输效率；通过鲁棒信号滤波优化算法，极大地 降低了误码率。配合自主知识产权的高温高精度定向测量传感器，以及自主研发 的司钻显示仪、井深控制器、自然伽马、方位伽马等一些列配套仪器，结合自主 开发的连续波MWD软件，团队研发了连续波MWD系统的整套产品方案。团队在关键技术上拥有相关专利，并发表了高水平论文，产品具有完全的自主知 识产权。团队研发的HH系列定向传感器精度高、可靠性好、价格不高、维修有 保障，已供货给国内多个设备厂商并在国内多个油气田使用，市场上有大量使用 案例。部分产品还销往俄罗斯、伊朗、土耳其等国，得到顾客的一致好评。

智能交通是关键在于两方面：智能道路与智能车辆。前者主要目的在于规范 交通秩序，提升道路的通行能力；后者的使命是通过发展通过驾驶辅助系统，最 终实现车辆的无人驾驶。 针对智能道路，团队研发了电子警察。通过装配在城市交通路口的智能一体 相机，电子警察自动抓拍车辆闯红灯和变道等违章行为，通过治理违章规范驾驶 行为。其核心技术在于基于计算机视觉的嵌入式车辆运动分析系统。团队与智能 相机厂商合作，开发了基于达芬奇（DaVinci）平台的嵌入式电子警察产品，并 已成功上市销售数百套。 针对智能车辆，团队研发了交通标识自动识别系统。通过车载视觉智能分析 系统，提前主动定位并识别交通标识，规避违章驾驶。团队与国内领先的无人车 研发机构合作，已参加数届中国智能车未来挑战赛（IVFC）,获得了交通标识识 别第一名及总成绩第三名的成绩，并得到了中央电视台等机构的好评。

①基于海洋微藻多糖筛选，建立了海洋微藻多糖的分离纯化工艺 从10种海藻微藻中，筛选到多糖含量较高的四爿藻4种海洋微藻。进一步，建立了它们多糖的热水浸提法和微波萃取法工艺，初次发现2种提取方法在它们多糖提取中的优劣。在此基础上，测定多糖结构、硫酸基和糖醛酸等活性基团含量，筛选到球等鞭金藻和小球藻多糖。随后，初次建立了它们多糖的分离纯化工艺，制备到5种新的纯多糖。这些纯多糖具有中等强度的体外抗氧化和抗菌活性，填补了国内外研究空白。 ②建立了抑藻活性物质的筛选方法，建立了7种大型海藻抑藻活性物质的分离纯化工艺 从40种大型海藻中筛选目标物，获得浒苔等7种大型海藻。在此基础上，建立了它们抑藻活性物质的分离纯化工艺，填补了国内外研究空白，并制备到52种，其中50种是初次从大型海藻中分离得到。进一步，研究了42种抑藻活性物质对7种赤潮微藻的抑藻活性。针对每种赤潮微藻，获得了1种以上的比重铬酸钾更有抑藻优势的活性物质。