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未知自由曲面复杂零件再设计与直接加工技术
项目简介
针对制约我国机械装备行业发展与提升的复杂关键零部件再设计与快速加工等技术瓶颈，以影响整机性能的机械装备凸轮、汽轮机叶片、螺杆压缩机转子、增压器叶轮等为研究对象，着力构建未知自由曲面复杂零件再设计技术与数据点云直接加工技术的集成创新，使再设计效率和直接加工精度得到极大提高，技术水平和产业化成果达到国内同类研究和应用的领先水平。
技术指标
(1)未知自由曲面复杂零件的高精高效数字化技术。研究了基于蚁群算法和遗传算法的多特征测量路径规划技术、曲率连续自适应测量技术、BP 人工神经网络重定位技术、Delaunay 半径补偿技术等，开发了“复杂未知自由曲面三维智能测量系统”，为高精高效数字化奠定了基础。
(2)基于多分辨分析的曲线曲面控制顶点光顺技术。针对传统光顺算法计算效率极低，细节难于保留等问题，研究了二进小波多分辨快速光顺技术和有理数尺度小波的任意分辨率光顺技术，首创了“曲线曲面多分辨分析光顺系统”，兼顾了光顺的整体性和局部性。
(3)复杂零件的三维再设计质量控制技术。针对多分辨光顺尺度无法确定，光顺效果评判手段有限等难题，研究了基于线性假设和逆问题的多分辨光顺精度控制技术、基于极限反射法的曲面品质分析技术，开发了“极限反射法曲面品质分析系统”，实现了光顺尺度的快速反算，消除了视点和光源对评判结果的影响。
(4)双映射法数据点云直接加工技术。针对 CAD 建模及传统数控加工所引起的累计误差，研究了双映射散乱点云结构拓扑技术、数据点云全干涉检查技术、无干涉刀具加工路径规划技术，开发了“数据点云直接刀具规划与加工系统”，实现了数据点云的直接加工，填补了国内在该领域的空白。
效益分析
项目研究成果使系统的测量精度提高了 1 个数量级，测量效率提高了 3 倍以上，再设计周期缩短了 30%，在机床允许条件下，未知原型零件的直接加工精度可达μm 级。项目成果在无锡透平叶片有限公司、无锡压缩机股份有限公司和无锡沃凯精密机械制造有限公司等得到成功应用，研究成果获发明专利 7 项，软件著作权 7 项，发表论文 64 篇，SCI 收录 9 篇。
应用情况
本成果有助于提升企业研发实力与效率，降低研发成本，提升企业技术水平和核心竞争力。首创的数据点云直接加工技术，缩短了企业的工艺流程，提升了产品的加工效率与制造精度，降低了废品率，对企业的节能减排和绿色制造同样有显著作用。项目在机械装备行业有极好的推广应用价值和社会效益。
江南大学
2021-04-13
提高金属零件上耐蚀性能的高温镒系磷化技术
该项目针对 30CrMnMoTiA, 30CrNi3A、25Cr2Ni4WA 和 Nil9Co9Mo5 四种含铭、線合金钢难磷 化及磷化膜耐蚀性能低的实际生产难题，深入研究磷化膜的形成过程和磷化机理, 探讨含铭、線合金钢难磷化的内在原因；通过工艺优化，开发出了解决上面4 种合金难磷化问题的高温镒系黑色磷化新技术，开发了新工艺，应用于某厂，建 成了年处理各类零件1200万件的磷化生产线一条，使废品率由原来的8~10%降 低为现在的0.5%以内。每年产生直接经济效益近600万元，节约成本150万元。
重庆大学
2021-04-11
新型人工电磁材料的开发与应用 （左右手复合材料）
围绕新型人工电磁材料传输特性、对称及非对称人工电磁材料、人工电磁材料对天线及其现代通信各频段天线性能改进等现代应用，申报相关国家发明专利40多项，其中20多项已经获得授权，可以针对不同应用解决新型人工电磁材料系列核心技术问题，达到微细结构设计、特性精确控制（调控）。主要合作单位有福建星海通信科技有限公司和中国船舶重工集团公司第七二五研究所厦门分部等。
厦门大学
2021-04-11
一种适用于复杂零件的固熔复合增材成形方法
本发明公开了一种适用于复杂零件的固熔复合增材成形方法， 该方法包括以下步骤：建立金属零件 CAD 几何模型，然后提取 STL 模型，利用分层切片软件以分层厚度为单位对 STL 模型进行合理分层 并提取各层的轮廓信息，由计算机根据这些轮廓信息生成控制指令； 通过切割装置用该层对应的数控指令沿该层的轮廓轨迹切割该层板 料；按照各层的排列次序通过焊料依次将各层板料进行粘合，以此完 成整个零件的粘合处理；粘合处理后的整个零件进行加热，以实现固 熔复合熔接成形，以此方式，完成复杂零件的增材成形。本发明与现 有
华中科技大学
2021-04-14
建筑用相变储能复合材料及其制备方法
利用物质在相变过程中吸能和释能的特点，实现能量的储存和利用。相变储能具有 储能 密度高、储能温度容易控制和选择范围广等优点。 本发明提出了一种储能功能耐久、成本低廉、适用范围广的建筑用相变储能复合材 料及其制备方法，复合材料以密实度比较高的气硬性或水硬性的胶凝材料为基体，其中 分散多孔材料集料。集料与基体的体积比为 0.4~1.5；在多孔材料集料中储存有机相变 材料，储存量为 30~70％重量比；建筑物构件可具备超过 10 MJ/m3 左右的储能密度；相 变温度可以在 15~60℃之间调节，满足建筑物取暖和制冷的要求。
同济大学
2021-04-11
超细沸石粉填充PTFE复合材料的制备方法
本发明公开了一种超细沸石粉填充PTFE复合材料的制备方法，包括如下步骤：1）、配料：聚四氟乙烯、超细沸石粉、填充物Ⅰ、填充物Ⅱ按比例进行混合；2）、将配制所得的混合料均匀混合后在20～40MPa压强下冷压成型；3）、将步骤2）所得的成型物放入高温烧结炉中，以30～100℃/小时的升温速率加热至330～380℃保温0.5～2小时；4）、步骤3）所得的烧结产物自然冷却至室温，得超细沸石粉填充PTFE复合材料。采用该方法制备而得的超细沸石粉填充PTFE复合材料性能优异，在不显著降低PTFE基体摩擦系数的前提下提高耐磨性，应用范围广泛。
浙江大学
2021-04-11
长纤维增强热塑性复合材料的产业化
长纤维(玻璃纤维、碳纤维等)增强热塑性复合材料(Long Fiber reinforced Thermoplatics，LFT)是20世纪90年代逐渐发展起来的一种新型纤维增强树脂基复合材料，具有高强度、高刚性、高尺寸稳定性、耐高温、低吸水率、低翘曲度、使用寿命长、高低温抗耐蠕变性能优良、可回收再利用等显著特点，可以弥补常规短纤维增强热塑性塑料(SGRT)的许多不足和缺点。
北京大学
2021-02-01
高导热低介电 PFA 聚合物复合材料
本成果涉及一种可用于电子封装领域的高导热低介电复合材料。通过采用不同的技术在常见聚合物基材中添加氮化硼，来制备复合材料，复合材料热导率高于 2 W/(m·K)，其介电常数小于 4。该复合材料可作为热界面材料，应用于电子封装领域。
北京科技大学
2021-02-01
磁-电耦合复合材料与磁探测新方法
在过去的二十年里，磁电材料因其在磁传感器、能量回收器、微机电系统、可调微波器件等工程领域的应用潜力，一直以来得到了研究者的广泛关注。为了实现强的磁电耦合，北京大学工学院的研究者们利用不同的压电和压磁材料制备了诸如0-3型、3-1型、2-2型和2-1型的磁电复合材料。 北京大学工学院实验室通过激光处理压磁材料FeBSi合金(Metglas)，提出了1-1型的磁电复合结构。实验测试得出：1-1型磁电材料具有超高的磁电系数（超过7000 V/cm Oe），相比于现有结果提高了接近7倍。当被测磁场频率为复合材料的谐振频率时，在室温条件下测到了1.35×〖10〗^(-13)Tesla的微弱磁场，这是块体磁电复合材料领域的重要突破。该研究还发现，激光快速退火处理可以显著降低压磁材料在谐振频率点的交流损耗，从而提高1-1型磁电结构的机械品质因子。此外，1维（1D）的结构也有利于降低退磁因子，并增强磁通聚集效应。
北京大学
2021-02-01
磁- 电耦合复合材料与磁探测新方法
项目简介 在过去的二十年里，磁电材料因其在磁传感器、能量回收器、微机电系统、可调微波器件等工程领域的应用潜力，一直以来得到了研究者的广泛关注。为了实现强的磁电耦合，北京大学工学院的研究者们利用不同的压电和压磁材料制备了诸如0-3 型、3-1 型、2-2 型和2-1型的磁电复合材料。北京大学工学院实验室通过激光处理压磁材料FeBSi 合金 (Metglas)，提出了1-1 型的磁电复合结构。实验测试得出：1-1 型磁电材料具有超高的磁电系数（超过7000 V/cm Oe），相比于现有结果提高了接近7 倍。当被测磁场频率为复合材料的谐振频率时，在室温条件下测到了1.35×〖10〗^(-13)Tesla 的微弱磁场，这是块体磁电复合材料领域的重要突破。该研究还发现，激光快速退火处理可以显著降低压磁材料在谐振频率点的交流损耗，从而提高1-1 型磁电结构的机械品质因子。此外，1 维（1D）的结构也有利于降低退磁因子，并增强磁通聚集效应。应用范围基于磁电耦合效应，该项研究课题组首次提出了磁电磁通门的结构设计，旨在对微弱直流磁场进行探测。这个磁电磁通门具有梭形结构，对于1nT 的直流磁场输入，磁电磁通门输出信号的相对变化相比现有的结果提高了4-5 倍，为磁异常探测在导航、医学诊断等领域的应用创造了可能。项目阶段本课题组同内窥镜团队合作，发展了基于磁电耦合原理的磁电传感器阵列和磁成像系统，研制了国内首台磁电磁成像样机。该样机核心组成部分由56 路磁电传感器、驱动电路、信号采集与处理、磁成像显示等构成。该磁成像系统不仅能够检测磁性金属物的存在，而且还能准确判断其位置、姿态，定位偏差纵向在1.2cm 以内，横向偏差在0.5cm 以内。另外，通过对金属棒扫描和采集信号的微分处理，还可以判断金属棒的长、径比值。该项研究提出的磁成像系统在安检、医学上人体内磁性药囊实时监测方面具有较大应用价值。知识产权已申请相关专利。合作方式 技术转让、合作开发。
北京大学
2021-04-11