对于各种颗粒、纤维增强复合材料，目前主要采用大规模的宏观力学实验寻找力学性能变化规律，进而为提高材料力学性能提供支持，实验繁杂，周期长，投入大。采用显微镜原位力学性能测试方法，对复合材料在各种外力作用下的破坏过程进行细观观测，有助于对填料、纤维的增强效果及其对复合材料力学性能的影响进行研究，进而探寻影响材料力学性能的主要因素，可大大节约开发成本，提高开发效率。但目前国内所具有的细观力学性能观测条件主要利用带有原位加载台的扫描电镜技术，该实验系统成本昂贵，国内仅有少数几家科研院所拥有此设备，主要适于科

制备在宏观尺度上具备二维单片石墨烯的独特本征性质的石墨烯三维体相材料是材料学研究中兼具学术价值和实用意义的重大挑战。本项目制备得到了一种三维石墨烯宏观体相材料，其由大量独立且悬空的二维石墨烯单元通过片层边缘的化学键构筑而成。该材料具有良好的机械性能，在常温可见光下作用下具有电子发射能力，在瓦特功率级别的可见波段激光或聚焦的太阳光照射下，厘米尺寸的此石墨烯材料样品可以在真空条件下实现有效的直接光驱动，此现象为国内外所首次观察及报道，为石墨烯带来了一种激动人心的潜在应用价值。上述材料的制备及相关性能研究还可为石墨烯在催化，能源转换与存储等领域的应用提供材料支持与相关理论支撑。 项目特色： 1.制备了基于二维石墨烯单元通过片层边缘的化学键构筑而成三维石墨烯体相材料，该材料不仅保留了二维石墨烯材料的本征性质， 而且具备优良的机械及光电性能。 2. 在国内外首次观察到厘米级尺寸的裸眼可见的宏观石墨烯样品，只依靠瓦特级别的光作为单一驱动源，即可实现较大距离(数十厘米)的有效的运动，并提出了光致电子发射驱动的机理解释上述三维石墨烯体相材料独特的光驱动， 3. 上述材料的制备与性能研究揭示通过有效合理的结构构筑手段，能够得到以二维石墨烯作为构成单元，并有效保留其独特二维性质和兼具三维宏观形态的石墨烯体相材料，此项研究为其它二维材料的开展类似工作并拓展其应用提供了范例和思路。 已取得的成果： 项目的标志性研究结果于 2015 年 6 月在线发表于 NaturePhotonics，并于 2015 年 7 月正式发表（Nature Photonics, 2015, 9, 471-476）。杂志同期以“Two-dimensional materials: Lift off for graphene”发表了专题评论。英国著名科普杂志 New Scientist 以“Spacecraft builtfrom graphene could run on nothing but sunlight”为题报道了此研究，指出该成果“再为石墨烯这种优良材料增添了一种惊人的性能”。国内主要媒体包括人民日报、光明日报、新华网以及多家门户网站等均对此研究进行了报道，中央电视台《新闻联播》栏目于 2015 年 6 月21 日也对此进行了报道。 市场应用前景： 空间飞行器是人类探索宇宙的重要工具，而动力源问题一直羁绊着人类无法走得更远。目前几乎所有的航空、航天飞行均采用化学驱动，即通过喷射燃烧的化学物质来获得驱动力，光直接驱动飞行是科学界和航空界多年的梦想。

随着塑胶制品多样化其市场需求越来越大，伴随着高分子材料和制造业的迅猛发展，工程塑料在精密仪器、电子仪表、音像制品、医疗器械、电脑配件、通讯器材、光学镜片等制造领域得到了广泛地应用，这类塑料制品大多机械强度高且体积小、重量轻、外形复杂或超薄壁，其尺寸精度、形位误差、重量的稳定性、表观质量等参数均要求较高，目前市场上已有的普通型注塑机已难以满足对这类制品的成型要求。在香港震雄集团工作期间，作为负责人，开发了高速伺服注塑成型机，已经量化生产。高速伺服注塑机注射速度快、成型周期短、注塑压力高、开模行程大，以及生产稳定，特别对精确性和稳定性、生产周期快和低磨损率要求最为重要。采用优化螺杆，提高塑化能力，锁模部分采用液压机械式连杆锁模装置、差动锁模结构。依托天津市模具数字化工程技术中心，有从事相关科研人员5名，主要从事注塑成型及模具设计的研究，已主持省部级项目3项，发表论文多篇。

本发明公开了一种内螺纹旋风成型方法及装置，属于制造装备技术领域。内螺纹旋风成型装置由刀具装置和驱动装置组成；其中，刀具装置安装在驱动装置上，驱动装置用于驱动刀具装置；工作时刀具轴线与工件轴线平行，并且设置径向偏心距；刀具绕自身轴线单方向高速旋转，同时沿轴线做往复直线运动，刀具每旋转一圈，在空间的运动轨迹是固定的封闭空间曲线；工件绕自身轴线单方向慢速旋转，同时沿轴线做单方向直线运动，每旋转一圈，直线运动距离为1个螺距；本发明可加工工件的轴向长度不受限制，尽管考虑刀具轴刚度等因素，相比传统方法可加工工件的轴向长度仍然显著增大；一次成型内螺纹，效率高；刀具切削工件形成的切屑为碎片状，而不是长带状，有利于排出切屑。

本设备主要用于模型的快速制造。可应用于机械设计与制造；家用电器、汽车制造、航天航空、医疗与修复等领域。它直接由CAD数据，利用材料累加成型的原理，快速制造出模型。而无需刀具、模具，并且不受复杂性和批量的限制。激光扫描速度：800mm/s，激光光斑：0.2mm，成型精度：±0.1mm。本设备是国内首次开发完成的光固化成型机。性能和精度达到国外同类产品水平。软

此成果主要是进行先进材料的微纳结构成型。利用液体在电场力作用下可以形成大颈缩比（喷嘴与液体射流直径比可达106:1）的精细稳定射流（纳米级）特性，创新性提出电流体射流微纳米喷印成型方法，建立了高精度二维及三维电流体射流微纳米喷印成型系统，实现了各种功能材料及复合材料高精度微结构成型。此方法的提出与应用实现了宽内径针头（几百微米）直写高精度结构（几微米）的成型工艺，克服了传统喷印技术依靠降低针头内径尺寸来提高成型结构精度（喷墨打印等）的难题。此方法具有成型精度高、可控性强、材料适应性广的显著优点，在先

开孔型微孔滤芯板片、膜和管是指具有无数的孔径为0.01～10µm,孔与孔之间相互连通的以聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯树脂等为基体制成的轻质塑料制品。这类制品广泛应用于电池、环保、化工、水处理、气体过滤、固液分离、建筑、交通运输、包装、家电、医疗器械等领域。这些制品生产方法拥有发明专利权。

轻质木塑复合板是以聚烯烃、聚氯乙烯、苯乙烯系等热塑性塑料为基体，添加30%-50%木屑或农作物纤维及适当的添加剂，用压制方法制成的密度为0.9-0.6g/m3的耐水、耐霉菌、具有木材加工性和外观的材料。适用于作为周转箱、托盘、路板、隔板、货架、货柜、室内外隔板、家具板等材料。轻质木塑复合板材厚度1-20mm，最大成型面积1m×2m。轻质木塑复合板成型技术是专利技术，包括成型装备与模具设计、原料配方及加工工艺控制技术。

研究内容 ：本研究根据共注成型过程的特点，首次在综合考虑粘性包 围和界面不稳定及其相互作用影响基础上， 建立了多因素相互作用的全三 维非稳态非等温共注成型充模流动的理论模型及其相适应的稳定快速收 敛的数值算法。该算法采用罚函数法，以及速度场分析、温度场分析和流 体体积分数分析相分离等方法来降低对计算机的 CPU 和存储能力的需求。 而通过 SUPG 法、罚函数法等实现有限元数值分析的稳定性。并基于罚函

本发明公开了一种快速成型设备，包括箱体，箱体的底部设有可沿Z轴升降的打印面板，箱体内打印面板的上方设有打印头以及带动打印头沿X轴和Y轴方向运动的移动机构，打印头可拆卸安装在移动机构上，箱体的顶端设有供打印面板升出箱体的开口以及用于遮挡开口的活动天窗。本发明打印头可拆卸安装在移动机构上，用户能够根据需求选择相应的打印头，实现多种材料的打印，适用性更强；打印面板上铺设有硅胶膜，升降机构在打印完成后能自动将产品送出至箱体外，这样设计使得产品能够非常方便的从工作面板上取下；打印头的壳体和固定件卡接固定，能够可拆卸安装在Y向滑轨，用户可以根据需要更换打印头，适用性更强。