本项目采用五电弧协同增材制造，提高成形构件的堆积效率；利用激光约束电弧，提高成形金属构件的表面精度，减小加工余量；构筑出融合五电弧协同增材制造、激光稳定电弧、高速摄像监测、构件成形尺寸三维测量、工艺数字化监控等功能的多电弧协同增材制造装备。 1、 形成复杂空间曲面构件分区原则、切片方法与路径规划策略，建立五电弧协同增材制造高性能大型金属构件工艺方法、模型与窗口； 2、 研制出多电弧协同增材制造工艺规划与系统总控软件； 3、 开发了专用于高性能大型金属构件多电弧协同增材制造的专用金属丝材。 实现大型舰船艉轴架、运载火箭过渡端框架与高层建筑多向钢节点的高质量、高效率、低成本增材制造，并进行组织与性能预测。 图1 多电弧协同增材制造设备图 图2 多电弧协同增材制造典型产品 【技术优势】 项目成果有效解决了高性能大型金属构件采用电弧增材整体制造时，面临的堆积效率较低，制造大型金属构件周期长；成形金属构件表面精度低，加工量较大；成形金属构件的晶粒粗大，各相异性明显的难题，将目前大型金属构件电弧增材制造的效率提高到了新高度。 【技术指标】 五束电弧协同增材制造装备： 1）装备包括 CMT电源5台、六轴机器人系统3台、激光系统、工艺数字化系统、三维测量系统、高速摄像系统与缺陷除去系统； 2）三维测量系统的测量范围在300mm以内，可测量金属构件壁厚最大尺寸不低于250mm，测量误差在±1.0mm以内； 3）可成形高度大于2m、长度大于5m、宽度大于3.5m的金属构件，变形控制在0.2mm/100mm以内； 4）堆积效率≥1800cm3/h，连续工作时间不低于360小时； 五束电弧协同增材制造工艺总体软件： 1）具有模型解析重构、子模型选择、分区切片与9轴工艺路径规划、曲面切片、G代码及机器人离线编程代码生成、多电弧协同增材制造系统控制功能与工艺数据库； 2）可实现金属构件组织、性能预测及成形质量主动控制，并显示构件材料 CCT图； 3）模型解析、拓扑重构时间低于10分钟，切片轮廓精度优于±0.1mm，单层切片时间＜2s。 4）支持2000万以上三角形面片、尺寸4m以上STL模型； 5）支持任意空间曲面模型的路径规划，成形尺寸≥4000mm； 6）支持 6轴机器人+3轴龙门式床身协同控制的9轴工艺路径规划，成形效率达 1800cm3/h，全程误差≤0.5%，路径输出方式为G代码、机器人离线编程代码； 7）工艺数据库覆盖控制系统参数及工艺及材料参数，并建立典型工艺参数，加工误差范围≤0.5%；

本发明公开了一种金属零件的增减材复合制造装备及方法。该装备包含增材制造组件、减材制造组件、气氛调控组件和控制系统。所述增材制造组件用于对待加工零件实施激光选区熔化；减材制造组·826·件用于对已熔化成形的金属零件切片层实施机械加工；气氛调控组件用于在零件制造过程中为激光辐照区域提供保护气体和清除激光辐照区域产生的金属烟尘；控制系统用于处理待成形金属零件 CAD 模型，生成增材制造组件与减材制造组件的加工

本发明公开了一种基于轮廓特征的金属零件增材制造方法，包括以下步骤：①建立金属零件 CAD 几何模型，并提取 STL 模型；②根据零件轮廓特征及复杂程度确定其制造方向，并进行零件增材制造的路径规划；③利用分层切片软件对 STL 模型进行合理切片，由计算机根据这些轮廓信息生成控制指令；④板料送料机构在控制指令的控制下送出设定宽度及厚度的板料并剪断；⑤在电阻焊或摩擦搅拌焊产生的热量及辊压作用下完成层与层之间的焊合，同时复合同工位铣削完成轮廓毛刺的去除；重复上述④至⑤过程，直至完成整个零件的成形加工，如未达

本项目主要解决此市场痛点，将3D打印技术和液压系统相结合，设计一套轻量化的液压机械臂，特别适用于航空航天、军工、勘探、安防、排爆、物流搬运等特种机器人领域。对比同体积和质量的电驱动马达，扭矩可增加4倍以上。 一、项目进展 已注册公司运营 二、企业信息 企业名称 上海埃曼机器人有限公司 企业法人 唐锋 注册时间 2021.8.19 注册所在省市 上海 组织机构代码 91310113MA7B0CQ912 经营范围 机器人及其配件的研发、销售 企业地址 上海市宝山区上大路668号 获投资情况 EFG天使基金 三、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 唐锋 材料科学与工程/冶金工程 2020.09 黄梦婷 材料科学与工程/冶金工程 2020.09 刘翔 材料科学与工程/冶金工程 2020.09 四、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 王江 材料科学与工程 教授 陈超越 材料科学与工程 讲师 五、项目简介 目前市面上使用的机械臂、机器人95%以上为电机驱动，存在负载小，抗干扰能力差，续航短的问题，难以满足人们对负载日益增长的需求。而液压驱动的机械臂、机器人在相同功率下可以提供更大负载，对外界干扰不敏感，但同样存在一些问题，比如液压执行机构和液压元器件体积大，质量大，漏油，散热差等，因而很少被采用。在大负载、移动式机器人领域二者难以兼顾。 本项目主要解决此市场痛点，将3D打印技术和液压系统相结合，设计一套轻量化的液压机械臂，特别适用于航空航天、军工、勘探、安防、排爆、物流搬运等特种机器人领域。对比同体积和质量的电驱动马达，扭矩可增加4倍以上。 从最初的结构设计就采用增材制造思维，打破传统加工工艺的限制，因而设计更加多样化。然后将关键液压元器件也采用轻量化设计，金属3D打印工艺加工，部分液压元件外壳可进一步与机械结构件集成，使整体更加轻量化，简洁化。 团队目前已为中电X所开发一套原型机，产品于2021年7月交付，目前在开发第二代产品。今年1月与浙江大学机械工程学院签订三年合作开发协议，开发一款用于军工的机械狗腿部关节等项目。

电子元器件对更低加工温度和更小特征尺寸的要求。开发适应低热处理温度、小尺寸加工工艺的纳米银墨水已经成为导电浆料发展的必然趋势。与传统印刷电子工艺相比，喷墨打印导电线路并经过烧结处理，性能优异。

研发阶段/n虽然具有荧光性能和磁响应性能的稀土类纳米材料可作为性能优良的显影剂，但是它们的生物毒性限制了其临床使用。羟基磷灰石（HAP）具有良好的生物相容性和生物活性，并且其晶体结构特别适合稀土离子掺杂，可以作为荧光稀土离子如Eu3+和磁响应稀土离子如Gd3+的基质材料。该课题组前期也开展了稀土掺杂HAP荧光纳米粒子的相关研究，证明其具有良好的生物相容性，可用于肿瘤细胞的标记。这些研究都证明稀土掺杂HAP纳米材料是一种性能优异的显影剂，而且多重功能的稀土元素共掺杂HAP可以同时实现多种类型的显影功能

电子元器件对更低加工温度和更小特征尺寸的要求。开发适应低热处理温度、小尺寸加工工艺的纳米银墨水已经成为导电浆料发展的必然趋势。与传统印刷电子工艺相比，喷墨打印导电线路并经过烧结处理，银导电层的厚度仅为传统蚀刻或印刷方式得到导电层厚度的十几分之一，而导电性却可以与其相媲美。因而喷墨打印方式的出现为无线射频识别(RFID)、有机发光二极管(OLED)、柔性电路板(PCB)、传感器(Sensor)等的发展提供了一种极具竞争力的制造方式。相比于粘稠的微米或纳米银浆料，纳米银墨水具有适合于喷墨打印的粘度、表面张力和更小的尺寸（一般小于50nm），因此成为喷墨印刷电子学及技术的重要关键材料。我们成功发展了纳米银导电墨水，导电相含量15 wt.%，纳米银颗粒纯度高，粒径集中分布于7~17 nm；墨水黏度为3 mPas，表面张力为32 mN/m，经喷墨打印形成的导电线路在低温固化、烧结成膜后具有良好的导电性能：在250℃下烧结20 min后，导电线路的电阻率可达5.3 μΩ´cm；在120 ℃下烧结60min后，电阻率可达10.3 μΩ´cm。

纳米石材微晶玉石微晶玉石又称微晶玻璃、晶化石、玉晶石。它是以传统原材料为基础，加入特殊化工原料，经熔窑熔制、水淬、晶化窑烧结、磨抛切割，而形成的一种高档人造纳米级石材。微晶玉石是一种新型绿色环保材料。它具有板面平整洁净、色调均匀一致、纹理清晰雅致、光泽柔和晶莹、色彩绚丽璀璨、不吸水防污染、耐酸碱抗风化、绿色环保、无放射性毒害等优良特质。01 玉石型微晶玻璃02 花岗岩型微晶玻璃板03 大理石型微晶玻璃板04 玉石型微晶玻璃板05 玉石工艺屏风06 玉石棋盘07 防腐耐磨板08 泡沫微晶玻璃09 微晶玻璃阀门、管道10 家庭装饰用玉石板材特点不含有对人体有害的有机物。原材料来源广泛，成本低廉。可加工切削，用于装饰材料、礼品定制、管路及构件等应用。具有广阔的市场前景和巨大的经济效益和社会效益。

1．成果介绍有机无机杂化发光材料是一类重要功能性杂化材料，因无机物与有机物在分子水平或纳米尺寸复合和杂化，使其制得的杂化材料同时兼具无机和有机组分的优良特性、便于分

中试阶段/n该项目是采用纳米级别的加工制造技术制作具备纳米级尺度并且带有一定功能的光电子器件。纳米光电子器件的工作效率更快，能耗更低，具备强大的信息储存量，且体积和重量明显的变小。随着光电器件在通信、照明、传感器等领域上的运用，纳米光电器件的制备技术已经受到越来越重要的关注。该项目实现了一种低成本、大面积、易操作、高效的纳米结构制备工艺方法，可实现在各种材料表面纳米结构（50-500nm 直径纳米孔、纳