激光增材制造(Laser Additive Manufacturing，LAM)技术是近20年来信息技术、新材料技术与制造技术多学科融合发展的先进制造技术。增材制造依据CAD数据逐层累加材料的方法制造实体零件，其制造原理是材料逐点累积形成面，逐面累积成为体。这一成形原理给制造技术从传统的宏观外形制造向宏微结构一体化制造发展提供了新契机。激光增材制造（LAM）系统由五个子系统组成：（1）激光加热系统；（2）工作台及数控系统；（3）同轴供粉系统；（4）惰性气体保护箱（手套箱）；（5）循环水冷却系统。 激光增材制造的产品和零件可以不受形状、结构复杂程度及尺寸大小的限制。摆脱了传统“去除”加工法的局限性，可以生产传统方法难以加工或不能加工的形状复杂的零件。可成形材料有碳钢、不锈钢、高温合金、钛合金、铜合金、复合陶瓷等。可广泛应用于航空航天、人工假体、国防工业和机械工业产品的制造。

复合垃圾衍生燃料制造技术是开发低成本、高固硫率和防潮抗水型，适用于工业锅炉燃用的复合垃圾衍生燃料，可以适量加入粘结剂或根据生物质具体性能对其进行生物化学预处理以适当提高其粘结力；可将复合垃圾衍生燃料的灰分、水分、挥发分、发热量、燃料比、粒径大小、焦渣特性、热变形特性等调整到有利于燃烧的最佳值，大幅度降低生产成本，使之发展成先进的高效清洁燃料。 该工艺的关键环节之一，是制备出适合我国现有锅炉燃烧的新型垃圾衍生燃料。RDF制备过程中掺入一定量的煤，不仅有利于提高热值，均匀分配物料，同时还可以起到助粘的作用；同时，压制成型块燃料，使其具有统一形状和规格，易实现成型时添加固硫、脱氯剂及催化剂等，再配套合适的燃烧设备，既有利于高效燃烧又能减少污染。该处理方式，可为国内垃圾提供一条新型资源化解决途径，这样既节省了处理垃圾的处理费和供热燃料费，又减少了固体废弃物。 本研究利用生物质型煤生产工艺来进行了C-RDF成型制备研究。复合垃圾衍生燃料炉前成型是指直接使用煤场的动力配煤，在不添加或添加少量粘结剂的条件下，由置于锅炉旁的成型机成型后直接下落到炉排上，供锅炉燃用。 垃圾衍生燃料成型工艺主要分为三个工序，即原料制备、搅拌成型和固结干燥。3个环节中重点在于原料制备环节。 垃圾衍生燃料之所以能在炉内燃烧过程中取得较散煤好的经济和环境效益，是由于燃料个体形状规格，使垃圾衍生燃料层具有均匀分布的空隙率，且其单个空隙容积较大，有利于可燃气体的反应。燃料层的空隙率大则通风阻力小，有助于降低风机电耗和结渣程度。 应用范围： 适合我国现有锅炉燃烧的新型垃圾衍生燃料。

受控电弧增材制造技术，是一种高效低成本增材制造技术。本技术主要包括受控电弧增材制造(3D打印)系统装备和和工艺技术，并且能够实现大型零部件产品的整体增材成形，研发了机器人受控电弧增材成形系统装备和工艺、数控专机型受控电弧增材成形系统装备和工艺，可实现不锈钢、高强铝合金、高强超高强钢、有色合金等中大型零部件的增材成形零部件。受控电弧增材成形速度10kg/h，表面粗糙度0.5mm，代表了国际3D打印技术新的发展方向，可在航空、航天、海洋工程、国防、轨道车辆、新能源、船舶、石油化工、重型机械等各行业获得

高精度模具制造

本成果以飞秒激光作为加工光源，研究飞秒激光束流作用下材料表面微结构及彩色视觉效果形成机制，建立飞秒激光彩色微条纹制备理论模型；协同攻克高精度光机电多轴协调控制技术、三维动态扫描振镜及控制技术、激光参量监测及稳定性控制等关键技术，形成超快飞秒激光彩色微条纹制备工艺数据库，集成开发精密制造装备。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 飞秒激光金属表面彩色微条纹全息精密制造装备开发，突破金属表面各类微条纹结构精密加工需求，实现视觉上多层次、多区域幻彩效果显示；相较于传统颜料制备彩色条纹，采用激光制备技术的金属表面彩色视觉效果依赖于表面微纳米结构，不会因金属表面氧化改变显示效果，也不存在掉色等现象，更具有使用价值，非常适用于3C、金属模具加工、纪念币、珠宝制造以及特殊信息存储和防伪等领域。 本成果以飞秒激光作为加工光源，研究飞秒激光束流作用下材料表面微结构及彩色视觉效果形成机制，建立飞秒激光彩色微条纹制备理论模型；协同攻克高精度光机电多轴协调控制技术、三维动态扫描振镜及控制技术、激光参量监测及稳定性控制等关键技术，形成超快飞秒激光彩色微条纹制备工艺数据库，集成开发精密制造装备。技术优势体现在： （1）采用高精密电机控制偏振态镜片旋转扫描装置，同步实现激光加工参数、光束角度线偏振与圆偏振镜片精密偏摆控制，突破光束偏振态多维调控，形成精密激光加工工艺数据库； （2）配套国产飞秒激光器，由激光器性能优化角度改善激光加工效果，于激光器内部实现脉冲调制，减少外部控制环节； （3）基于自主开发的控制系统，实现工艺参数到控制系统集成，简化操作以提高加工效率；满足根据实际应用需求实现特定功能开发。

成果创新点 主要技术创新路径：申请人依据经典爆炸复合理论， 利用水下爆炸手段研发了多金属管水下爆炸复合技术。利 用水作为传压介质和约束材料，将水下爆炸产生的冲击波 和气泡脉动能量渐变加载于覆管(内管)，使覆管发生塑性 变形同时基管产生弹性变形来实现管坯的复合相结合。 关键技术指标：基复管精确定位、爆炸参数的合理选 择以及金属爆炸索的制备。 核心解决问题、核心优势等： 1) 降

主要技术创新路径：申请人依据经典爆炸复合理论，利用水下爆炸手段研发了多金属管水下爆炸复合技术。利用水作为传压介质和约束材料，将水下爆炸产生的冲击波和气泡脉动能量渐变加载于覆管(内管)，使覆管发生塑性变形同时基管产生弹性变形来实现管坯的复合相结合。 关键技术指标：基复管精确定位、爆炸参数的合理选择以及金属爆炸索的制备。 核心解决问题、核心优势等： 1) 降压：能够降低炸药爆轰的初始压力，削弱其对管材的损伤； 2)延时：利用爆炸产生的冲击波和水体动能作用于覆管，延长爆炸能量作用时间； 3)降温降烟：水的比热容很高，该方法既能够有效降低爆轰产物作用于管材的温度，保护管材，又能够有效降低爆炸后的炮烟，有利于现场操作

金属玻璃（又称非晶合金）是指在固态下原子排列具有短程有序而长程无序，并在一定温度范围内保持这种状态相对稳定的金属合金。近十几年来，块体金属玻璃的发展更是其发展过程的一个里程碑，使得金属玻璃作为结构材料成为可能。 与传统晶体材料相比，块体金属玻璃具有较高的强度(～2GPa)、大的弹性极限（2%～3%）及良好的耐腐蚀性等突出优点。正是由于其独特性能，使得块体金属玻璃在体育用品、电子、医学及国防等领域得到了越来越广泛的应用。 然而金属玻璃在室温承载失效时几乎没有塑性应变产生，表现为典型的脆性断裂方式，因而严重限制了其作为工程材料的应用。围绕块体金属玻璃室温塑性的改善，国内外开展了广泛的研究。近年来的研究发现，在块体金属玻璃组织中引入第二相可以改变剪切带的分布从而增加其室温塑性，获得综合力学性能较好的新材料。这种第二相可以是外加的，也可以是内生的。其中，钨丝增强锆基金属玻璃复合材料因其独特的性能而备受关注。Zr基块体金属玻璃在拉应力或压应力作用下，会发生有剪切力引起的剪切断裂，断裂面在最大切应力的作用面内，有很好的自锐性，用钨丝增强后，提高了强度和密度，达到了高密度、自锐性的特殊要求，可以用作穿甲材料。通过合理的界面和体积分数控制，目前已经制备的这类复合材料中最大压缩断裂强度高达2600MPa，塑性达到13.5%。目前制备钨丝增强块体金属玻璃复合材料的主要方法是渗流铸造法，然而受金属玻璃合金玻璃形成能力的影响，该方法只能制备一些较小尺寸和简单形状（棒状和板状）的试样，极大的限制了这类材料的应用范围。 本项目是一种短流程、适合于大规模工业生产、并能获得完全清洁复合界面的金属玻璃包覆金属丝复合材料的连续制备设备与工艺。 已申请专利：陈晓华， “一种金属玻璃包覆金属丝复合材料的连续制备设备与工艺”，中国发明专利授权号：ZL200710120355.4.授权公告日：2009年10月28日

本成果开发了一套超结MOSFET器件的设计方法，并与上海华虹NEC(现上海华虹宏力)公司合作建立了基于深槽填充工艺的600~900 V级8英寸超结MOSFET工艺代工平台，这是国内第一个量产的超结工艺平台。所制备的超结MOSFET击穿电压最高可达900V，比导通电阻低至5.3Ω.mm2（900V器件）。该成果作为重要组成部分获得了2016年四川省科技进步一等奖（“功率高压MOS器件关键技术与应用”张波、乔明、任敏 等）。

成果与项目的背景及主要用途：立方氮化硼（CBN）的硬度很高，仅次于金 刚石，具有一系列优越的物理、化学和机械性能，特别适合铁族金属材料的加工， 它和金刚石用于加工硬而脆的非金属材料互为补充，是一类用途很广的超硬材料， 其年增长速度远高于金刚石。CBN 磨具磨削是磨加工领域中的高新技术。其中陶 瓷结合剂 CBN 磨具具有磨削能力强、耐用度高、形状保持性好、使用寿命长、 磨削力小、磨削温度低、不烧伤工件、工件表面完整性好且寿命长、磨具修整及 更换频次少、辅助劳动时间短、有利于实现生产自动化和提高生产效率、磨削废 渣少对环境污染小等等一系列优点，被认为是一类高速、高效、高精度、低磨削 成本、低环境污染的高性能磨具，成为世界上竞相研究开发的热点和当代磨具产 品发展的一个重要方向，发展前景广阔。世界工业发达国家已将其应用于汽车关 键零部件磨削等工业生产，显著地提高了生产效率和产品质量，取得了明显的社 会经济效益。目前，这种高效高精磨削技术在世界汽车制造领域正快速扩展，在 机床、工具、模具、轴承等其它许多应用领域也在不断扩展。本课题组通过承担 一系列省部市级科研项目和重大科技攻关项目，实现了技术成果集成，技术水平 和产品性能达到国际先进水平。 技术原理与工艺流程简介：陶瓷结合剂 CBN 磨具属于具有磨削用途的多元 物相复合材料体系。本技术综合运用陶瓷。玻璃、复合材料、磨料磨具制备和磨 削加工等有关理论为指导，采用具有自主知识产权的陶瓷结合剂，通过磨具组成 与磨具结构的科学设计，以及磨具制备工艺优化控制，最终获得具有最佳性能的 磨具产品。 主要工艺流程如下： 结构设计→组成设计→配料→混料→成型→烧成→加工→性能检测→成品 技术水平及专利与获奖情况：技术水平处于国际先进水平。 本项目包含的成果，已获省级科技进步二等奖一项，厅局级科技进步二等奖 两项。 应用前景分析及效益预测：陶瓷结合剂 CBN 磨具高效磨削工艺技术的应用， 可直接提升机械加工业和机械装备业的加工技术与工艺水平，提高产品质量和加 工效率，增强企业竞争能力，增加经济效益。同时用 CBN 磨具替代普通磨具的 使用还可以减少生产中的磨削废渣，减少磨削液的用量，减少环境污染。其在汽 121天津大学科技成果选编 车、摩托车、拖拉机、工具、模具、轴承、机床、液压件、工程陶瓷、军工、航 空、航天等领域的高精高效磨削加工方面具有广泛的用途。据不完全统计，国内 有数亿元的市场潜力，其利润率在 50%以上。 应用领域：汽车、摩托车、拖拉机、工具、模具、轴承、机床、液压件、工 程陶瓷、航空、航天等领域的高精高效磨削加工。 技术转化条件（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模）： 厂房面积：300m2。 设备投资：100 万元。 合作方式及条件：双方协商。