聚苯乙烯泡沫塑料是一种价廉、质轻、来源丰富的石油副产品。聚苯乙烯泡沫塑料的用途广泛，在包装、装饰及广告领域有着重要的地位。 传统聚苯乙烯泡沫塑料成形加工技术，主要有二种方法：1）发泡成形技术，适合大批量生产。采用一次发泡聚苯乙烯泡沫珠粒，在模具中发泡成型的方法。这种方法除专用发泡成型设备外还需要价格昂贵的金属模具。2）热丝手工切割技术，适合单件、小批量生产。这种方法加工效率低、精度及表面光洁度差，只能完成无精度要求切割任务。

实现曲面板件冲压成形模具的重构；适用于小批量板件的冲压成形；提升板料的成形性能。

本发明属于快速铸造技术领域，并公开了一种铸型三维喷印成 形方法，包括以下步骤：(1)制备液体粘结剂；(2)制备混合粉末；(3) 将步骤(1)制备的液体粘结剂放入快速成型设备的喷墨打印头内，将步 骤(2)制备的混合粉末放入粉缸内，开启快速成型设备进行三维喷印成 形，在打印过程中和/或零件打印完成后，采用加热和/或微波干燥的方 式使零件固化，固化完成后去除多余粉末即得到所需的铸型零件。本 发明采用的液体粘结剂为水基粘结剂

本研究针对复杂铸件整体制造难、制模周期长、资源消耗大等难题，构建无模铸造复合成形原理及机制，发明复杂砂型/芯数字化柔性挤压近成形、切削净成形方法，研发出砂型挤压/切削复合成形工艺，省去木模、金属模制造过程。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 铸造是我国装备制造的基础工艺，无论是农业机械、机床、汽车、船舶，还是航空航天以及国防军工等领域的发展都离不开铸件。我国现已成为世界铸件生产大国，2020年我国各类铸件总产量达到5195万吨，较2019年同比增长6.6%，约占世界总产量45%，位居世界第一位。 铸造主要有砂型铸造、金属型铸造和特种铸造等，砂型铸造由于其原材料来源广泛、成本低、铸型制造简便以及应用合金种类多等优点，世界上80%的铸件都是采用砂型铸造。对于砂型铸造工艺来说，模样、芯盒等模具的设计制造是非常复杂并且耗时的过程，该过程首先需要根据铸造方案进行模具的设计，然后通过翻模制作砂型和砂芯，之后再将制作好的砂型和砂芯经过组芯、合箱以及浇铸从而完成金属毛坯的制造。而高性能复杂整体金属结构件又是航空航天、国防军工、轨道交通等领域高端装备的核心组成部分。因此构件的短流程、高精密、高性能制造是实现我国高端装备自主研发及制造的关键环节。 传统的金属成形如模具铸造、模压锻造等需要木模、金属模的成形工艺，存在工序多、流程长、形性精确控制难等世界性难题，无法满足多品种、小批量、短流程、高精度的迫切要求，亟需研发新型精密成形基础前沿机制与方法。本项目将构建数字化精密成形理论体系，涵盖数字化无模铸造复合成形和数字化多材质复合铸型等两方面，突破了复杂整体构件高效率、高性能、高精度无模成形技术，变革了采用模具造型的传统砂型铸造和模压锻造生产模式，推动传统金属成形模式的创新发展。 复杂砂型/芯曲面柔性挤压近成形、切削净成形的数字化无模铸造复合成形技术与装备 本研究针对复杂铸件整体制造难、制模周期长、资源消耗大等难题，构建无模铸造复合成形原理及机制，发明复杂砂型/芯数字化柔性挤压近成形、切削净成形方法，研发出砂型挤压/切削复合成形工艺，省去木模、金属模制造过程。揭示了挤压工艺对砂型透气性、砂型强度等性能的影响规律，发明了梯度紧实的柔性挤压成形方法，实现了砂型/芯梯度紧实柔性挤压近成形。 复杂铸件形性精确调控的数字化多材质复合成形技术与装备 本研究针对传统单一铸型对结构复杂、壁厚差异大、铸件形性调控难、尺寸精度差等难题，提出了多材质复合铸型技术及与铸件相匹配的多材质复合铸型及其坎合组装方法，通过建立多材质复合铸型与高性能铸件一体化精确铸造成形的计算分析模型，构建了多材质复合铸型的调控原理与方法。揭示了多材质复合铸型对铸件温度场、微观组织及力学性能的影响规律，研制出石英砂、宝珠砂、铬铁矿砂等构成的形性可控铸型材料配方，实现了铸型透气性、固化强度、切削性能的协同调控。研究了传统铸型与复合铸型的凝固温度曲线，对比了不同工艺所制铸件的强度，掌握了各铸型单元的热力学参数及型砂种类对铸件性能的影响规律，揭示了金属液与不同铸型间的热力耦合作用机理。 三、创新点及主要技术指标 1.复杂砂型/芯曲面柔性挤压近成形、切削净成形的数字化无模铸造复合成形技术与装备 本研究揭示了砂粒移位、桥连断裂、空穴弥合的砂型/芯切削机理，建立了非均质离散体砂型切削模型，发明了一种切削排砂一体化的无模铸型数字化快速制造方法，实现了高精高效制造，铸件制造周期缩短50%以上，成本降低30%以上。 2.复杂铸件形性精确调控的数字化多材质复合成形技术与装备 本研究实现了对铸件充型凝固过程的精确调控，提高了复杂铸件内在质量与外在精度，实现了铸件性能主动精确调控，使铸件废品率从5%～10%降至2%～4%，减重10%～20%。 四、知识产权及获奖（成果基础） 知识产权情况： 成果获授权发明专利46件，其中美日等国际发明专利18件；软件著作权12件；起草制定国家、行业等标准规范14项；出版专著《无模铸造》（机械工业出版社，2017）。成果入选并被列为国家工信部《机械基础件、基础制造工艺、基础材料产业“十二五”规划》（工信部规[2011]509号）中“50项推广应用的先进绿色制造工艺”的首项技术。 获奖情况： 2020年国家科学技术进步奖二等奖； 2018年中国机械工业科学技术奖特等奖； 2017年国家技术发明二等奖； 2016年中国机械工业科学技术奖特等奖； 2016年中国专利金奖； 2014年国家科学技术进步奖一等奖； 2012年北京市科学技术奖一等奖； 2011年国家科学技术进步奖二等奖。 五、成果图片

本发明提供了一种电磁脉冲助推式渐进拉深成形方法，包括将 待成形板料置于凹模与凸模之间；实施预成形，使位于凸模底部的待 成形板料被压入凹模内；在待成形板料位于凸模底部的部分施加电磁 力，向下推送待成形板料；同时在待成形板料的周边均施加电磁力， 向凹模的中心推送待成形板料，使待成形板料流入凹模内；在凸模上 施加下压力，使凸模下行，使待成形板料位于凸模下部的部分被向下 拉深；反复执行冲压拉深与电磁脉冲拉深，直至完成待成形板

（专利号：ZL 201410495292.0） 简介：本发明公开一种带辅助底座的板料渐进成形方法，属于金属塑性加工成型技术领域。该成形方法首先在现有数控渐进成形机床上设置一套辅助底座装置，将圆锥形辅助底座的底部固定在液压缸上面，通过调节液压缸的推力和行程以控制所述圆锥形辅助底座的升降；在数控渐进成形机床的夹具内安装辅助底座装置，并把液压缸的底部固定在数控渐进成形机床上；然后三维建模以及调整圆锥形辅助底座的倾角，将待成形板料固定在夹具上，操

含芯棒和无芯棒的旋锻工艺参数优化、缺陷预防以及产品设计。

研究成果有效减少了螺纹花键同轴零件成形时间、提高了零件机械性能，特别是易于保证螺纹和花键相对位置稳定，实现高性能、高精度零件的低成本、短周期、低能耗的成形制造。相关研究成果丰富了零件滚轧成形理论和技术，拓展了滚轧成形工艺应用范围。已建立了完备的螺纹花键同步滚轧工艺理论体系，工艺试验也已取得较好的效果。

近年来，随着工业清洗的迅速发展，缓蚀剂作为一门防腐蚀技术越来越得到广泛应用。 设备清洗在清除污垢的同时，也会对设备本体产生腐蚀。为保证清洗设备不遭受清洗液破坏， 通常是向清洗液中加入缓蚀剂来控制设备腐蚀。对一种有实用价值的清洗缓蚀剂，实际使用剂 量应该很小，一般加入剂量为0.2％～0.5％，而对金属腐蚀的减缓程度必须大于90％ 。即便如 此，缓蚀剂作为一种必不可少的清洗助剂，其社会应用总量也是越来越大，一般的清洗公司， 年用量也要在几十到上百吨。 美国试验与材料协会新发表的《关于腐蚀与腐蚀试验的术语的标准定义》将缓蚀剂定义 为一种当它以适当的浓度和形式存在于环境(介质)时，可以防止或减缓腐蚀的化学物质或复合 物。 目前市场上的缓蚀剂，不但种类繁多，造成工程应用的诸多麻烦，而且价格昂贵，致使 缓蚀剂的投入占了防护成本的很大比例。除此之外，一些高效的缓蚀剂毒性较大，容易污染环 境。因此，开发一种适合多金属防腐需要的、价格便宜的绿色缓蚀剂，成为目前金属防护行业 的当务之急，也是当前缓蚀剂技术的重要课题。 目前，通过使用天然物质或对现有物质进行特定官能团的引入，我们已经寻找到一些环境 友好、高缓释效率的缓蚀剂。而我们正在研究的适合多金属防腐需要的、价格便宜且可用于多 种环境的绿色缓蚀剂，可以代替市场上种类繁多、价格昂贵、污染环境的缓蚀剂，更好地应用 于化工生产、化学清洗、石油化工、海洋船舶等方面。

利用具有自有知识产权的专利技术，制造具有世界先进水平的金属/氧化铝陶瓷结合基板和金属/氮化铝陶瓷结合基板，为电力电子器件和半导体制冷片提供高性能的陶瓷封装材料；研究开发高性能氮化铝陶瓷基板、新型半导体材料和新型电子元器件。铜、铝、镍、银、铁等金属和氧化铝、氮化铝等陶瓷基片直接结合在一起的复合材料，具有优良的电绝缘、导热、低膨胀、大电流、冷热负载循环、温度范围宽等特性，在电子技术领域具有广泛的用途，可用于混合电路、电控电路、半导体功率模块、电源模块、固态继电器、高频开关供电系统、电加热装置、半导体制冷器、微波及航空航天技术及其它相关领域。金属/陶瓷层状复合结构材料在轻装甲防护、新能源及新型发动机领域也具有很好的应用前景，陶瓷基高温复合材料是新一代涡轮风扇航空发动机研究的重点。