時(shí)間：2017-06-11 21:21 來源：3D科學(xué)谷 作者：中國3D打印網(wǎng) 閱讀：次

     2017年6月，增材制造“國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃專項(xiàng)2017年度項(xiàng)目公示清單發(fā)布，計(jì)劃支持的單位共有23家，支持的總經(jīng)費(fèi)4.5億，其中支持的項(xiàng)目?jī)?nèi)容涵蓋了設(shè)計(jì)算法、噴射打印頭裝置、智能增材制造平臺(tái)、大型電子束熔絲制造技術(shù)、電子束粉末床熔化制造技術(shù)、連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制造工藝、陶瓷增強(qiáng)復(fù)合材料制造裝備、激光修復(fù)與再制造裝備、超聲增材制造技術(shù)、大型增材/減材制造裝備、金屬增材制造過程中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、增材制造在航空航天領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化研究、增材制造在個(gè)性化醫(yī)療器械領(lǐng)域的應(yīng)用等。

    本期，根據(jù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人研究過的領(lǐng)域來與谷友一起領(lǐng)略這些項(xiàng)目的研究基礎(chǔ)。

 西北工業(yè)大學(xué)

      張衛(wèi)紅

     面向增材制造的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)技術(shù)

合作過的研究成果：基于幾何非線性的載荷可控傳遞結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化方法

首先添加輔助桿單元，將約束節(jié)點(diǎn)載荷轉(zhuǎn)化為約束節(jié)點(diǎn)位移，再通過約束節(jié)點(diǎn)位移的比值來實(shí)現(xiàn)載荷的可控傳遞，這樣可以在幾何非線性拓?fù)鋬?yōu)化中實(shí)現(xiàn)載荷的可控傳遞，解決了背景技術(shù)幾何非線性拓?fù)鋬?yōu)化僅考慮整體剛度性能忽略結(jié)構(gòu)局部性能的技術(shù)問題，同時(shí)這樣有利于優(yōu)化約束的建模以及模型的快速更改，具有較高的靈活性、普適性以及準(zhǔn)確性，實(shí)用性好。

參考專利：CN201611230295.7

 西安交通大學(xué)

 邵金友

高效寬幅壓電式微滴噴射陣列打印頭的研發(fā)

合作過的研究成果：三維微/納結(jié)構(gòu)的流體介電泳力掃描壓印成形方法

屬于微納制造領(lǐng)域，是一種三維微/納結(jié)構(gòu)的流體 介電泳力掃描壓印成形方法。 流體介電泳力是針對(duì)在電場(chǎng)中的介電液體而言的，該力作用在氣液界面，從液相指向氣相，拉動(dòng)介電流體而運(yùn)動(dòng)。流體介電泳力可以有效的控制微/納流體的流動(dòng)，目前在微流控中已獲得廣泛的應(yīng)用。 已有研究表明，利用介電泳力來驅(qū)動(dòng)預(yù)聚物填充模具腔體，以代替?zhèn)?統(tǒng)的機(jī)械壓力壓印過程，從而可以克服較大的機(jī)械壓力帶來的弊端。

參考專利：CN201110192995.2

 南京理工大學(xué)

      廖文和

      智能化增材制造系統(tǒng)平臺(tái)

合作過的研究成果：不同粉末復(fù)合使用的選區(qū)激光熔融送粉鋪粉裝置

不同粉末復(fù)合使用的選區(qū)激光熔融送粉鋪粉裝置：包括工作臺(tái)、成形缸、噴粉裝置和鋪粉裝置，成形缸上表面設(shè)置在工作臺(tái)上，噴粉裝置和鋪粉裝置分別設(shè)置在成形缸兩側(cè)，噴粉裝置特征在于：包括噴粉電動(dòng)導(dǎo)軌、支座、噴嘴電動(dòng)導(dǎo)軌、噴嘴，噴嘴設(shè)置在噴嘴電動(dòng)導(dǎo)軌上，噴嘴電動(dòng)導(dǎo)軌通過支座設(shè)置在噴粉電動(dòng)導(dǎo)軌上，噴粉電動(dòng)導(dǎo)軌固定在工作臺(tái)上，鋪粉裝置包括粉末漏斗、刮粉電動(dòng)導(dǎo)軌和支架，粉末漏斗通過支架設(shè)置在刮粉電動(dòng)導(dǎo)軌上，刮粉電動(dòng)導(dǎo)軌固定在工作臺(tái)上。本發(fā)結(jié)合選擇性激光熔融和激光熔覆同軸送粉技術(shù)，解決了梯度材料復(fù)合增材制造中有效回收粉末、成形任何方向梯度復(fù)雜零件的問題。

參考專利：CN201410532792.7

 中國航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空制造工程研究所

鞏水利

高性能大型金屬構(gòu)件電子束熔絲增材制造裝備與工藝

合作過的研究成果：中強(qiáng)高韌性電子束熔絲堆積快速成形構(gòu)件用鈦合金絲材

特征在于：絲材的成分及重量百分比為Al：6.2%~7.0%；V：4.0%~5.0%；O：0.13~0.24%；Fe≤0.1%；余量為Ti和不可避免的雜質(zhì)元素。研究成果還相應(yīng)地提供了上述絲材的熔煉、熱加工和其電子束快速成形構(gòu)件的熱處理工藝，不僅可以滿足電子束熔絲堆積快速成形技術(shù)的工藝要求，而且所制造的航空工業(yè)上應(yīng)用的構(gòu)件具有較好的綜合性能。

參考專利：CN201210243512.1

其他成果包括，電子束快速成形填絲加工裝置，參考專利：CN201210244118.X

960MPa強(qiáng)度級(jí)電子束熔絲堆積快速成形構(gòu)件用α+β型鈦合金絲材，參考專利：CN201210243109.9

 華中科技大學(xué)

      余圣甫

      高性能大型金屬構(gòu)件電子束熔絲增材制造裝備與工藝

合作過的研究成果：用于熔絲堆焊的熔池?cái)嚢韬秃附z預(yù)熱的集成方法

通過電磁感應(yīng)線圈產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，感應(yīng)磁場(chǎng)作用于熔池對(duì)熔池產(chǎn)生攪拌作用，細(xì)化熔池區(qū)材料的晶粒，提高材料性能，減少堆焊缺陷，保證堆焊質(zhì)量，同時(shí)感應(yīng)磁場(chǎng)使得堆焊焊絲內(nèi)部產(chǎn)生渦流完成了焊絲預(yù)熱，從而在不增加堆焊能量輸入的情況下，提高了堆焊速度。

參考專利：CN201611256576.X

 清華大學(xué)，趙海燕，復(fù)雜精密金屬構(gòu)件電子束粉末床增材制造裝備與工藝

 機(jī)械科學(xué)研究總院

     單忠德

     連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造裝備與工藝

合作過的研究成果：長纖維熱塑性復(fù)合材料構(gòu)件的三維打印成形方法

屬于復(fù)合材料成型技術(shù)領(lǐng)域，通過將增強(qiáng)紗線擴(kuò)展成較薄的紗線帶，并與牽伸后的樹脂帶進(jìn)行充分浸潤形成單層預(yù)浸紗，單層預(yù)浸紗經(jīng)定型裝置擠壓后形成具有指定形狀和尺寸的預(yù)浸絲束，預(yù)浸絲束在導(dǎo)向裝置的牽引下經(jīng)壓實(shí)裝置加熱熔融后與上一層復(fù)合材料粘結(jié)在一起，形成復(fù)合材料層合結(jié)構(gòu)。該方法通過對(duì)連續(xù)纖維的展開和基體材料的牽伸，有效提高了紗線與樹脂的浸潤效果，從而提高纖維與基體的界面結(jié)合強(qiáng)度，預(yù)浸絲束可以任意角度打印，同時(shí)經(jīng)壓實(shí)裝置壓實(shí)后，纖維體積分?jǐn)?shù)顯著提高，可實(shí)現(xiàn)具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)高性能復(fù)合材料構(gòu)件的增材制造。

參考專利：CN201610988049.1

其他成果包括，激光引導(dǎo)多金屬熔融沉積增材制造工藝及設(shè)備，參考專利：CN201610888181.5

鋪砂打印一體化的3D打印成形裝置，參考專利：CN201610766471.2

 西北工業(yè)大學(xué)

成來飛

高強(qiáng)韌陶瓷復(fù)合材料增材制造關(guān)鍵技術(shù)與裝備

合作過的研究成果：C/SiC-HfB2-HfC超高溫陶瓷基復(fù)合材料的制備方法，參考專利：CN201410203159.3

電泳沉積CNTs增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料的制備方法，參考專利：CN201410355693.6

 浙江工業(yè)大學(xué)

  姚建華

激光復(fù)合增材制造修復(fù)與再制造技術(shù)與裝備

合作過的研究成果：用于轉(zhuǎn)子軸頸激光再制造的鐵基合金粉末及其再制造方法

激光再制造方法包括以下步驟：(1)先對(duì)轉(zhuǎn)子軸頸失效部位進(jìn)行車削加工，使表面清潔、平整，并除油；(2)將干燥的鐵基合金粉末放入送粉器中；(3)調(diào)整激光位置至待修復(fù)區(qū)域，編輯程序；(4)設(shè)定激光工藝參數(shù)；(5)根據(jù)實(shí)際需要重復(fù)熔覆多層至超過目標(biāo)尺寸并留有加工余量；(6)采用車床車削至目標(biāo)尺寸；(7)硬度及裂紋檢測(cè)。效果是：涂層性能近似于原新品，且工藝適應(yīng)性寬，重復(fù)性一致，操作性強(qiáng)。

其他成果包括：選區(qū)激光熔化成型鈦合金的表面化學(xué)氧化方法，參考專利：CN201710128768.0

 哈爾濱工程大學(xué)

     姜鳳春

     大型金屬制件超聲微鍛造輔助激光增材制造技術(shù)與裝備

合作過的研究成果：基于超聲波固結(jié)成形輔助復(fù)合材料Ti/Al3Ti的快速制備方法

將剪好的Al帶和Ti帶置于超聲波清洗器中，用酒精清洗15‑20min；按照“Ti帶‑Al帶”順序疊放，利用超聲波固結(jié)快速成型設(shè)備制備Ti/Al預(yù)制帶材；將超聲波固結(jié)快速成形制備的Ti/Al預(yù)制帶材從基板剝離，置于真空熱壓爐中熱壓燒結(jié)制備Ti/Al3Ti層狀復(fù)合材料本發(fā)明針對(duì)制備Ti/Al3Ti層狀復(fù)合材料傳統(tǒng)的金屬箔冶金技術(shù)反應(yīng)速度慢，制備周期長等問題而提出，解決了傳統(tǒng)制備Ti/Al3Ti層狀復(fù)合材料方法反應(yīng)速度低，制備周期長等問題，為進(jìn)一步Ti/Al3Ti復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)化提供了新的技術(shù)途徑。

參考專利：CN201610835450.1

 華中科技大學(xué)，曾曉雁，大尺寸、高精度復(fù)雜金屬構(gòu)件激光增材/減材復(fù)合制造技術(shù)及裝備研究

  武漢大學(xué)

      劉勝

      金屬增材制造在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

合作過的研究成果：基于光柵多級(jí)衍射同步干涉實(shí)現(xiàn)多分辨率、多自由度干涉測(cè)量的系統(tǒng)及方法

基于光柵多級(jí)衍射同步干涉實(shí)現(xiàn)多分辨率、多自由度干涉測(cè)量的系統(tǒng)及方法。創(chuàng)造性的提出了一種集成屏替代通常云紋干涉測(cè)量中的讀數(shù)柵，實(shí)現(xiàn)了多級(jí)次衍射光的干涉實(shí)現(xiàn)和利用（限于激光功率較低、讀數(shù)光柵固定的衍射角度限制，利用超過正負(fù)1級(jí)衍射光線進(jìn)行干涉測(cè)量的情況較少），尤其有利于亞納米級(jí)測(cè)量，因?yàn)椋瑢?duì)于納米級(jí)、亞納米級(jí)精度測(cè)量時(shí)其穩(wěn)定性往往不好，以不同的靈敏度（利用多級(jí)衍射光進(jìn)行干涉測(cè)量）、多次同步復(fù)測(cè)綜合判斷尤為重要；另一方面，最近幾年激光器制作技術(shù)有了很大發(fā)展，利用高級(jí)次衍射光進(jìn)行干涉測(cè)量逐漸成為可能。

2017年6月，增材制造“國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃專項(xiàng)2017年度項(xiàng)目公示清單發(fā)布，計(jì)劃支持的單位共有23家，支持的總經(jīng)費(fèi)4.5億，其中支持的項(xiàng)目?jī)?nèi)容涵蓋了設(shè)計(jì)算法、噴射打印頭裝置、智能增材制造平臺(tái)、大型電子束熔絲制造技術(shù)、電子束粉末床熔化制造技術(shù)、連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制造工藝、陶瓷增強(qiáng)復(fù)合材料制造裝備、激光修復(fù)與再制造裝備、超聲增材制造技術(shù)、大型增材/減材制造裝備、金屬增材制造過程中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、增材制造在航空航天領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化研究、增材制造在個(gè)性化醫(yī)療器械領(lǐng)域的應(yīng)用等。

 沈陽飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司，李克明，新概念結(jié)構(gòu)增材制造技術(shù)在航空航天制造領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用示范

 上海交通大學(xué)

沈國芳

硬組織病損精準(zhǔn)治療的個(gè)性化醫(yī)療器械增材制造技術(shù)集成和應(yīng)用示范

合作過的研究成果：鈦合金頦成型截骨導(dǎo)板

包括：截骨導(dǎo)板本體，所述截骨導(dǎo)板本體的內(nèi)側(cè)形成與頦部骨表面緊密貼合的弧形面；在所述截骨導(dǎo)板本體的兩端均開有可容納電鋸片的截骨槽，所述截骨槽與截骨線位置、截骨量吻合一致；在所述截骨導(dǎo)板本體的兩端還均設(shè)置有三個(gè)固定孔，三個(gè)所述固定孔成三角形的分布方式設(shè)置。鈦合金頦成型截骨導(dǎo)板，可避免術(shù)中頦部骨就位不精確的問題，同時(shí)不再需要對(duì)成品鈦接骨板進(jìn)行彎制，且設(shè)置的截骨槽可引導(dǎo)鋸片截骨的角度，從而使手術(shù)更加精確，能夠指導(dǎo)頦部骨截骨手術(shù)。

參考專利：CN201520975430.5

 北京神舟航天軟件技術(shù)有限公司，章翔峰，面向創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的3D打印云服務(wù)平臺(tái)研發(fā)及應(yīng)用
 清華大學(xué)，曲良體，超快激光微納制造機(jī)理及新方法

 武漢銳科光纖激光技術(shù)股份有限公司

     李成

     工業(yè)級(jí)大功率光纖激光器關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化

合作過的研究成果：高功率全光纖激光器的反饋光隔離器

用于高功率全光纖激光器的反饋光隔離器，由輸入尾纖、準(zhǔn)直透鏡、等腰直角棱鏡、聚焦透鏡、輸出尾纖和反饋光吸收區(qū)組成，輸入尾纖和準(zhǔn)直透鏡安裝在一起成輸入光纖準(zhǔn)直器，聚焦透鏡和輸出尾纖安裝在一起成輸出光纖準(zhǔn)直器，等腰直角棱鏡放置在輸入光纖準(zhǔn)直器、輸出光纖準(zhǔn)直器之間，且等腰直角棱鏡的直角正對(duì)著聚焦透鏡的中心，反饋光吸收區(qū)設(shè)計(jì)在等腰直角棱鏡的兩個(gè)直角面對(duì)應(yīng)處，整體封裝成反饋光隔離器。本實(shí)用新型很方便的接入光纖激光器光路，正向激光可無損通過，反饋回來的反向激光被等腰直角棱鏡反射至隔離器壁后通過冷卻系統(tǒng)將熱量帶走，而不會(huì)沿光纖反射至光纖激光器諧振腔內(nèi)。

參考專利：CN201621107033.7

清華大學(xué)

     劉強(qiáng)

     制造用紫外激光器

合作過的研究成果：光纖激光準(zhǔn)直系統(tǒng)

光纖激光準(zhǔn)直系統(tǒng)，由光纖激光器，光纖輸出端頭，準(zhǔn)直透鏡，準(zhǔn)直器位移驅(qū)動(dòng)組件，波面校正組件，分光器件，聚光元件，傳感元件和控制系統(tǒng)組成。光纖激光器輸出激光由輸出光纖從輸出端輸出；輸出激光經(jīng)準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直后發(fā)射到波面校正組件上，經(jīng)波面校正組件波面校正后發(fā)射到分光器件，大部分激光通過分光器件反射輸出，少部分激光透射到聚焦鏡后匯聚到傳感元件上。閉環(huán)控制組件通過對(duì)傳感元件輸出信號(hào)的處理，反饋信號(hào)閉環(huán)控制波面校正組件和準(zhǔn)直透鏡位移驅(qū)動(dòng)組件。

參考專利：CN201310636764.5

 廣東正業(yè)科技股份有限公司，陳歧岱，典型硬脆構(gòu)件的超快激光精密制造技術(shù)及裝備

 西安交通大學(xué)

     楊樹明

     復(fù)雜微細(xì)結(jié)構(gòu)的激光加工與測(cè)量技術(shù)及裝備

合作過的研究成果：光纖白光干涉內(nèi)窺鏡三維測(cè)量系統(tǒng)

光纖白光干涉內(nèi)窺鏡三維測(cè)量系統(tǒng)，包括光纖干涉裝置和測(cè)量探頭，光纖干涉裝置由帶寬耦合光纖LED、光纖耦合器、壓電陶瓷和光探測(cè)器構(gòu)成，測(cè)量探頭由光纖干涉臂和電子內(nèi)窺鏡CCD組成。兩光纖干涉臂分別接光纖耦合器的兩輸出端用于投射干涉條紋到被測(cè)物體，電子內(nèi)窺鏡CCD采集經(jīng)被測(cè)物調(diào)制過的條紋圖像，分別采用七步相移算法和加窗傅里葉變換法實(shí)現(xiàn)靜態(tài)物體和動(dòng)態(tài)物體的三維測(cè)量。采用的光纖器件，具有尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊、靈活性良好等特點(diǎn)；采用光纖白光干涉裝置投射條紋，可提高條紋密度，進(jìn)而提高測(cè)量精度，并且適合于高精度、不連續(xù)表面三維形貌測(cè)量；將內(nèi)窺鏡技術(shù)與光纖白光干涉技術(shù)相結(jié)合，同時(shí)具備靈活性以及測(cè)量精度高的特點(diǎn)。

參考專利：CN201610034260.X

 中南大學(xué)

段吉安

光電器件超精密激光焊接技術(shù)與裝備

合作過的研究成果：基于磁流變技術(shù)的同軸型光電子器件自動(dòng)耦合焊接裝置

基于磁流變技術(shù)的同軸型光電子器件自動(dòng)耦合焊接裝置，包括機(jī)架、上夾具、下夾具、多個(gè)的焊接裝置以及自動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，下夾具包括夾具安裝座和夾緊組件，夾緊組件通過一角度自動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)安裝于夾具安裝座上，角度自動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)包括外壁上設(shè)有凸球面的球面套筒，夾緊組件裝設(shè)于球面套筒的內(nèi)孔中，夾具安裝座設(shè)有安裝通孔，安裝通孔的孔壁上設(shè)有凹球面，球面套筒裝設(shè)于安裝通孔內(nèi)，且凸球面與凹球面球鉸接配合，凸球面和凹球面配合處設(shè)有容置腔，容置腔內(nèi)填充有磁粉或磁流變液，夾具安裝座上設(shè)有勵(lì)磁繞組；夾具安裝座通過對(duì)準(zhǔn)裝置裝設(shè)于自動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、制作成本低、耦合效率高、易于保證耦合精度等優(yōu)點(diǎn)。

參考專利：CN201510269545.7

清華大學(xué)

鄒貴生

激光高性能連接技術(shù)與裝備

合作過的研究成果：提高陶瓷接頭高溫性能的連接方法，參考專利：CN00107492.X

半固態(tài)連接材料及其制備與連接方法，參考專利：CN00107491.1

 哈爾濱工業(yè)大學(xué)

 郭斌

大型復(fù)雜構(gòu)件激光高效清洗技術(shù)與裝備

合作過的研究成果：Ti‑22Al‑25Nb合金表面自生成高強(qiáng)耐磨層的方法

為了解決現(xiàn)有表面鍍層的工藝復(fù)雜，適合的鍍層材料較少，同時(shí)鍍層還存在失效脫落的問題。方法：一、表面清理；二、通過熱處理使合金件充分受熱，組織轉(zhuǎn)變充分。在合金表面會(huì)形成一層富α2相層；三、去除表面的氧化層。可以大幅降低合金的生產(chǎn)成本，增加合金鍍膜的使用壽命。

參考專利：CN201710031452.X

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