【项目精选】：加工领域优质成果推荐

工业风向标 · 发表于 2021-4-15 10:59:37

　　项目一：大型多喷头列阵熔融沉积“3D打印”设备与产业化

　　1、成果简介

　　首先，在原有基础上，进行大型多喷头列阵“3D打印机方案的确定，论证合适的成形空间尺寸、列阵的喷头数量和布置形式，做结构设计（足够的刚度和稳定性）和控制系统设计（关键是同步）。然后，通过机构综合确定打印杆长，检验控制系统，编制多喷头列阵打印软件，确定辅助功能等。再次，做打印轨迹实验，控制系统实验，多喷头打印实验，快速打印实验，分析打印动载荷，找出打印振动规律等，并提出改进意见。最后，确定方案，组装调试，做整体性实验。大型工业级打印设备在工业领域应用前景广阔，并联机构多喷头列阵打印的目的是继续大幅度提高工作效率。

　　2、主要技术指标

　　把打印速度提高1-2倍，解决多项问题，如：高速打印的动载荷消除问题，打印过程的振动抑制、精细控制等。

　　受理的发明专利为：

　　金属激光烧结（3D打印）快速逐层检测技术；

　　熔融沉积法“3D打印温度控制调平一体化方法；

　　熔融沉积混料彩色“3D打印”关键技术与方法；

　　双并联机构熔融沉积高速“3D打印”轨迹实现方法。

　　3、应用范围

　　上游的打印用铝合金、钛合金、高分子材料研发与应用、大功率高性能激光器的研制——中游的金属激光烧结设备、选择性高分子激光烧结设备、熔融沉积设备和金属激光融覆设备的发展与应用——下游的国防、航空航天航海、能源动力、生物医学、模具与铸造等工业领域。

　　项目二：高纯鳞片石墨制备技术及应用

　　1、成果简介

　　通过低能耗、低污染高纯天然石墨提纯技术的研发与应用，进一步突破无氟化学提纯技术、“废水、废渣、废气“控制技术、生产工艺控制技术，优化化学法提纯技术，提高化学法提纯天然石墨效率，减少能源消耗。

　　产品成熟性：由于天然石墨提纯关键技术问题主要包括；碱熔过程中Si高效脱除；提纯能耗及成本的降低；新型碱酸法提纯过程碱熔、酸浸设备及自动化控制开发与改进；“三废清洁处理，废碱液及氯化物综合利用等。基于上述关键技术问题，该技术通过开发新型助剂，降低纯化剂与石墨中杂质的反应温度，生成易溶型硅酸盐杂质，从而提高提纯效率，减少提纯过程中的碱、酸用量，降低成本和污染。该石墨提纯新技术处于国内领先地位，所开发的产品无氟、无硫，已得到国内多家用户的认可，同时满足了不同用户的需求。因此，产品的成熟性好。

　　2、主要技术指标

　　主要创新点：通过新型碱酸提纯技术研究，开发新型助剂，实现低碱脱硅（碱用量小于20%）、高效除杂（产品纯度≥99.9%）；新型碱酸提纯成套设备试制及改进，与传统碱-酸提纯比优势是“三高二低，即自动化程度高、生产效率高、产品纯度高、生产成本低（与HF提纯相当）、污染程度低；新型碱酸提纯实现“三废排放达到国家一级标准，产品无氟、无硫。

　　3、应用范围

　　可为低硫高抗氧化性可膨胀石墨制备技术和高导热柔性石墨板的研发及产业化研究提供保障；对先进金属-鳞片石墨复合材料深加工重要技术发展方向具有积极作用；为新型锂离子电池负极材料制备技术及产品推广提供了巨大动力。

　　项目三：食用菌工厂化全自动生产线设备

　　1、成果简介

　　模拟生态环境、智能化控制、自动化机械作业于一体的生产方式。食用菌工厂化栽培，实际上就是封闭式、设施化、机械化、标准化、周年栽培，需要设计的封闭式厂房中，在不同地域不同气候条件下利用温控、湿控、风控、光控设备设备创造人工环境。

　　2、主要技术指标

　　研究方法：结合菌农生产的实际情况，分析食用菌培养的技术要求、生产工艺、操作流程的基础上，以食用菌包自动加工为目标，研究原料搅拌机、自动螺旋式装袋机、自动窝口机、高温灭菌仓、固体接种机、废弃菌包处理等设备的工作方法与机械原理，设计实现各工序的机械结构；以机械设备为基础，对下位机系统中PLC控制器与各种电气控制设备的选型，分析PLC输入输出构成并设计PLC系统的硬件连接图；设计下位机与上位机系统的通讯方案，利用PLC的通信方式，通过计算机串口实现上下位及系统的数据传输；利用工控组态软件MCGS编制具有良好人机交互性的自动化生产监控系统，完成组态程序控制界面设计、内存变量定义、报警系统、数据维护和脚本程序开发等工作，实现上位计算机对PLC所连接设备工作状态的实时监控。预留internet网络接口，可通过internet网络进行远程终端或智能手机远程控制，从而实现食用菌包生产的自动化作业。

　　创新点：1）每步工序动作分解，采用气缸单独控制，减少机械传动。2）形成自动化生产线，实现上位计算机对PLC控制器所连接设备工作状态实时监控。3）现场无人化远程网络控制。

　　3、应用范围

　　食用菌生产。

　　项目四：铺粉式激光熔化粉末3D打印装备产业化

　　1、成果简介

　　首先在总体设计阶段，具体分析设备各部分研制的关键点，特别注意几个主要框架间的衔接区域，体有机地进行设计规划；而后经多轮探讨论证成熟后，分体进行单独开发研制，如有改动不但在本范围内修正，而且要及时与衔接范围内的工作进行意见交换，始终保证功能熬体性。

　　最后将分体开发部分对接成整机，调试应用，完成目标。目前产品应用已处于稳定状态，完全成熟，并可提供相应技术服务。

　　2、主要技术指标

　　此设备主要创新之处在于功能自动化方面，如制造环境准备程序化、空间加热、光斑调节等，设备整体处于国内领先和国际先进水平。

　　已完成了金属粉末激光3D打印装备样机（图1）的制造，完成了设备调试，并打印出不锈钢、高温合金、铝合金等零件，目前正在进行完全商品化金属粉末3D打印装备的制造，已在最后完善阶段，预期在年底推出商品化装备（图2,3）。

　　3、应用范围

　　目前该设备所涉领域为航空航天、牙齿骨骼等医学移植物以及模具镶块等，还有一些无法分门别类的领域。总之，一些复杂结构特征的零部件是此类设备的使用点。产品目前的市场主要集中在航空航天、各大高校研究院所及具备自主研发部门的大型企业。

　　项目五：系列结构光面扫描三维测量系统产业化

　　1、成果简介

　　技术路线通过相位计算、参数标定、高速计算模式、全局误差控制等关键技术，研发了具有自主知识产权的系列面扫描三维测量系统，并在国防、航空航天、民用测量等领域得到广泛应用。

　　2、主要技术指标

　　a.提出了基于多频外差原理的绝对相位计算方法，建立了完善的系统非线性模型，并在此基础上提出了精确的加码参数标定算法，显著提高了面结构光三维测量计算中相位计算的稳定性和精度，保证了所开发的设备能够稳定精确地测量任意复杂形状的物体。

　　b.提出了一种高精度的面结构三维测量系统参数标定算法，并针对其中涉及的圆心坐标提取与校正技术进行了研究，为保证设备三维测量的精度提供了重要的基础。

　　c.实现了标志点自动拼合技术和转台自动拼合计算，测量时可根据物体特点选择合适的自动拼合方法；提出基于光束平差的算法误差控制方法；建立了完善的检测标准，以科学的衡量面结构光三维测量设备的测量精度。

　　d.提出了基于大规模，细粒度并行计算的高速计算模式，在面结构光三维测量系统的整体软件流程上采用基于GPU+CPU的混合构架来提高计算速度。采用上述混合构架后，计算时间由原来的5秒减低到先在的1秒，计算效率达到了国际领先水平。

　　e.在上述多项关键技术的基础上，建立了整套面结构光三维测量技术体系，并根据不同领域被测物体在空间尺度上具有较大差异的特点，开发了系列面结构光三维测量设备，以满足不同领域的应用需求。

　　3、应用范围

　　国防、航空航天航海、模具、工业设计、教育系统得到应用，系列产品在航空航天、能源电力等领域的国内外著名公司（波音、欧洲直升机公司、哈尔滨汽轮机厂有限责任公司、沈阳发动机设计研究所、中航工业哈尔滨东安发动机有限公司、哈尔滨飞机工业集团有限责任公司等）得到长期稳定的应用。