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高等教育領(lǐng)域數(shù)字化綜合服務(wù)平臺
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數(shù)字化無模鑄造精密成形技術(shù)與裝備
本研究針對復(fù)雜鑄件整體制造難、制模周期長、資源消耗大等難題，構(gòu)建無模鑄造復(fù)合成形原理及機制，發(fā)明復(fù)雜砂型/芯數(shù)字化柔性擠壓近成形、切削凈成形方法，研發(fā)出砂型擠壓/切削復(fù)合成形工藝，省去木模、金屬模制造過程。
一、項目分類
關(guān)鍵核心技術(shù)突破
二、成果簡介
鑄造是我國裝備制造的基礎(chǔ)工藝，無論是農(nóng)業(yè)機械、機床、汽車、船舶，還是航空航天以及國防軍工等領(lǐng)域的發(fā)展都離不開鑄件。我國現(xiàn)已成為世界鑄件生產(chǎn)大國，2020年我國各類鑄件總產(chǎn)量達到5195萬噸，較2019年同比增長6.6%，約占世界總產(chǎn)量45%，位居世界第一位。
鑄造主要有砂型鑄造、金屬型鑄造和特種鑄造等，砂型鑄造由于其原材料來源廣泛、成本低、鑄型制造簡便以及應(yīng)用合金種類多等優(yōu)點，世界上80%的鑄件都是采用砂型鑄造。對于砂型鑄造工藝來說，模樣、芯盒等模具的設(shè)計制造是非常復(fù)雜并且耗時的過程，該過程首先需要根據(jù)鑄造方案進行模具的設(shè)計，然后通過翻模制作砂型和砂芯，之后再將制作好的砂型和砂芯經(jīng)過組芯、合箱以及澆鑄從而完成金屬毛坯的制造。而高性能復(fù)雜整體金屬結(jié)構(gòu)件又是航空航天、國防軍工、軌道交通等領(lǐng)域高端裝備的核心組成部分。因此構(gòu)件的短流程、高精密、高性能制造是實現(xiàn)我國高端裝備自主研發(fā)及制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
傳統(tǒng)的金屬成形如模具鑄造、模壓鍛造等需要木模、金屬模的成形工藝，存在工序多、流程長、形性精確控制難等世界性難題，無法滿足多品種、小批量、短流程、高精度的迫切要求，亟需研發(fā)新型精密成形基礎(chǔ)前沿機制與方法。本項目將構(gòu)建數(shù)字化精密成形理論體系，涵蓋數(shù)字化無模鑄造復(fù)合成形和數(shù)字化多材質(zhì)復(fù)合鑄型等兩方面，突破了復(fù)雜整體構(gòu)件高效率、高性能、高精度無模成形技術(shù)，變革了采用模具造型的傳統(tǒng)砂型鑄造和模壓鍛造生產(chǎn)模式，推動傳統(tǒng)金屬成形模式的創(chuàng)新發(fā)展。
復(fù)雜砂型/芯曲面柔性擠壓近成形、切削凈成形的數(shù)字化無模鑄造復(fù)合成形技術(shù)與裝備
本研究針對復(fù)雜鑄件整體制造難、制模周期長、資源消耗大等難題，構(gòu)建無模鑄造復(fù)合成形原理及機制，發(fā)明復(fù)雜砂型/芯數(shù)字化柔性擠壓近成形、切削凈成形方法，研發(fā)出砂型擠壓/切削復(fù)合成形工藝，省去木模、金屬模制造過程。揭示了擠壓工藝對砂型透氣性、砂型強度等性能的影響規(guī)律，發(fā)明了梯度緊實的柔性擠壓成形方法，實現(xiàn)了砂型/芯梯度緊實柔性擠壓近成形。
復(fù)雜鑄件形性精確調(diào)控的數(shù)字化多材質(zhì)復(fù)合成形技術(shù)與裝備
本研究針對傳統(tǒng)單一鑄型對結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壁厚差異大、鑄件形性調(diào)控難、尺寸精度差等難題，提出了多材質(zhì)復(fù)合鑄型技術(shù)及與鑄件相匹配的多材質(zhì)復(fù)合鑄型及其坎合組裝方法，通過建立多材質(zhì)復(fù)合鑄型與高性能鑄件一體化精確鑄造成形的計算分析模型，構(gòu)建了多材質(zhì)復(fù)合鑄型的調(diào)控原理與方法。揭示了多材質(zhì)復(fù)合鑄型對鑄件溫度場、微觀組織及力學(xué)性能的影響規(guī)律，研制出石英砂、寶珠砂、鉻鐵礦砂等構(gòu)成的形性可控鑄型材料配方，實現(xiàn)了鑄型透氣性、固化強度、切削性能的協(xié)同調(diào)控。研究了傳統(tǒng)鑄型與復(fù)合鑄型的凝固溫度曲線，對比了不同工藝所制鑄件的強度，掌握了各鑄型單元的熱力學(xué)參數(shù)及型砂種類對鑄件性能的影響規(guī)律，揭示了金屬液與不同鑄型間的熱力耦合作用機理。
三、創(chuàng)新點及主要技術(shù)指標
1.復(fù)雜砂型/芯曲面柔性擠壓近成形、切削凈成形的數(shù)字化無模鑄造復(fù)合成形技術(shù)與裝備
本研究揭示了砂粒移位、橋連斷裂、空穴彌合的砂型/芯切削機理，建立了非均質(zhì)離散體砂型切削模型，發(fā)明了一種切削排砂一體化的無模鑄型數(shù)字化快速制造方法，實現(xiàn)了高精高效制造，鑄件制造周期縮短50%以上，成本降低30%以上。
2.復(fù)雜鑄件形性精確調(diào)控的數(shù)字化多材質(zhì)復(fù)合成形技術(shù)與裝備
本研究實現(xiàn)了對鑄件充型凝固過程的精確調(diào)控，提高了復(fù)雜鑄件內(nèi)在質(zhì)量與外在精度，實現(xiàn)了鑄件性能主動精確調(diào)控，使鑄件廢品率從5%～10%降至2%～4%，減重10%～20%。
四、知識產(chǎn)權(quán)及獲獎（成果基礎(chǔ)）
知識產(chǎn)權(quán)情況：
成果獲授權(quán)發(fā)明專利46件，其中美日等國際發(fā)明專利18件；軟件著作權(quán)12件；起草制定國家、行業(yè)等標準規(guī)范14項；出版專著《無模鑄造》（機械工業(yè)出版社，2017）。成果入選并被列為國家工信部《機械基礎(chǔ)件、基礎(chǔ)制造工藝、基礎(chǔ)材料產(chǎn)業(yè)“十二五”規(guī)劃》（工信部規(guī)[2011]509號）中“50項推廣應(yīng)用的先進綠色制造工藝”的首項技術(shù)。
獲獎情況：
2020年國家科學(xué)技術(shù)進步獎二等獎；
2018年中國機械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎特等獎；
2017年國家技術(shù)發(fā)明二等獎；
2016年中國機械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎特等獎；
2016年中國專利金獎；
2014年國家科學(xué)技術(shù)進步獎一等獎；
2012年北京市科學(xué)技術(shù)獎一等獎；
2011年國家科學(xué)技術(shù)進步獎二等獎。
五、成果圖片
南京航空航天大學(xué)
2022-08-12
鋁模設(shè)備
鋁模板是鋁合金制作的建筑模板，又名鋁合金模板，是指按模數(shù)制作設(shè)計，鋁模板經(jīng)專用設(shè)備擠壓后制作而成，由鋁面板、支架和連接件三部分系統(tǒng)所組成的具有完整的配套使用的通用配件，能組合拼裝成不同尺寸的外型尺寸復(fù)雜的整體模架，裝配化、工業(yè)化施工的系統(tǒng)模板，解決了以往傳統(tǒng)模板存在的缺陷，大大提高了施工效率。
山東博遠重工有限公司
2021-06-17
肝膿腫穿刺與胸腔穿刺訓(xùn)練電子標準化病人模
XM-GCX肝膿腫穿刺與胸腔穿刺訓(xùn)練模型
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一、功能特點：
■ XM-GCX肝膿腫穿刺與胸腔穿刺訓(xùn)練電子標準化病人模型采用高分子材料制成，膚質(zhì)仿真度高。
■ 模擬人取平臥位和半臥位，質(zhì)地柔軟，觸感真實，外觀形象逼真。
■ 解剖標準準確，鎖骨、腋窩、各肋骨肋間隙等體表標志可明顯觸知，便于穿刺定位。
■ 肝膿腫穿刺術(shù)可尋到肝區(qū)壓痛點，有屏息訓(xùn)練語言提示，可隨屏息節(jié)奏穿刺，穿刺有明顯落空感，可抽出模擬肝膿水。
■ 取半臥位（模擬重癥患者）行胸腔穿刺術(shù)，叩診可獲實音處，穿刺有明顯落空感，可抽出模擬胸腔積水。
■ 電子監(jiān)測：穿刺術(shù)要求沿下位肋骨的上緣垂直刺入，穿刺錯誤有語言提示。
■ 可反復(fù)進行練習(xí)。
■ 皮膚和穿刺囊腔可更換。
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二、標準配置：
■ 肝膿腫穿刺與胸腔穿刺訓(xùn)練模型：1具
■ 穿刺實驗臺：1張
■ 電源適配器：1個
■ 說明書：1冊
■ 保修卡合格證：1張
上海欣曼科教設(shè)備有限公司
2021-08-23
肝膿腫穿刺與胸腔穿刺訓(xùn)練電子標準化病人模
XM-GCX肝膿腫穿刺與胸腔穿刺訓(xùn)練模型
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一、功能特點：
■ XM-GCX肝膿腫穿刺與胸腔穿刺訓(xùn)練電子標準化病人模型采用高分子材料制成，膚質(zhì)仿真度高。
■ 模擬人取平臥位和半臥位，質(zhì)地柔軟，觸感真實，外觀形象逼真。
■ 解剖標準準確，鎖骨、腋窩、各肋骨肋間隙等體表標志可明顯觸知，便于穿刺定位。
■ 肝膿腫穿刺術(shù)可尋到肝區(qū)壓痛點，有屏息訓(xùn)練語言提示，可隨屏息節(jié)奏穿刺，穿刺有明顯落空感，可抽出模擬肝膿水。
■ 取半臥位（模擬重癥患者）行胸腔穿刺術(shù)，叩診可獲實音處，穿刺有明顯落空感，可抽出模擬胸腔積水。
■ 電子監(jiān)測：穿刺術(shù)要求沿下位肋骨的上緣垂直刺入，穿刺錯誤有語言提示。
■ 可反復(fù)進行練習(xí)。
■ 皮膚和穿刺囊腔可更換。
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二、標準配置：
■ 肝膿腫穿刺與胸腔穿刺訓(xùn)練模型：1具
■ 穿刺實驗臺：1張
■ 電源適配器：1個
■ 說明書：1冊
■ 保修卡合格證：1張
上海欣曼科教設(shè)備有限公司
2021-08-23
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鋁型材擠壓模的 CAD/CAE/CAM 一體化技術(shù)
項目研究內(nèi)容 ：鋁合金由于重量輕、強度高、色澤鮮艷、易于加工等 特點，因而近年來在航空、汽車、交通、建筑等部門得到了愈來愈廣泛的 應(yīng)用。根據(jù)統(tǒng)計，我國的鋁型材生產(chǎn)能力已達 200 萬噸 /年，位于世界第三， 僅居美國、日本之后。目前，我國國內(nèi)鋁型材生產(chǎn)線 2,000 余條，年需擠 壓模約 30 萬套，但目前我國國內(nèi)的擠壓模設(shè)計仍主要憑借人工經(jīng)驗，所 設(shè)計制造的擠壓模（特別是型材截面較復(fù)雜的擠壓模）擠出的
南昌大學(xué)
2021-04-14
砌墻磚試模
產(chǎn)品詳細介紹砌墻磚試模 砌墻磚一次成型試模 砌墻磚二次成型試模使用說明書 一、 本模具是依據(jù)GB/T 2542-2012≤砌墻磚試驗方法≥和GB/T 25044-2012≤{a}3135{/a}抗壓強度試樣制備設(shè)備通用要求≥來制作的，分一次成型模具和二次成型模具兩種。 二、 試模： 2 ．1一次成型試模組裝后型腔尺寸為：長120mm±15mm(可調(diào)節(jié))；寬120mm；高120mm。 2 ．2二次成型試模組裝后型腔尺寸為：長240mm±15mm(可調(diào)節(jié))；寬120mm±10mm(可調(diào)節(jié))；高65mm。 三、使用 3 ．1一次成型試模組裝后，用潤滑油進行抹刷，然后把磚試樣放入試模中，在中間和兩邊插入插板以確定厚度，前后方向用膠皮密封，初步擰緊螺絲固定試樣，取出插板，最終擰緊螺絲。把固定好樣品的試模放到振動臺上加入專用凈漿制樣。 3 ．2二次成型試模組裝后，用潤滑油進行抹刷，放入專用凈漿材料，然后把磚試樣放入試模中的頂絲上，頂絲保證凈漿厚度不超過3mm，用螺絲把試樣固定，放到振動臺上進行振動，待凈漿材料硬化后拆模重新對另一面進行加工。 四、保養(yǎng) 試模使用結(jié)束后，把試模表面用鏟刀清理干凈，然后用潤滑油進行涂涮，以方便下次使用。 ==================================================================================================================================================砌墻磚試模- 供應(yīng)詳情GB/T 2542-2012 砌墻磚試驗方法 1 砌塊范圍 本標準規(guī)定了砌墻磚尺寸、外觀質(zhì)量、抗折強度、抗壓強度、凍融、體積密度、石灰爆裂、泛霜、吸水率和飽和系數(shù)、孔洞及其結(jié)構(gòu)、干燥收縮、碳化、放射性、傳熱系數(shù)等的試驗方法。 本標準適用于燒結(jié)磚和非燒結(jié)磚。燒結(jié)磚包括燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚以及燒結(jié)空-U磚和空心砌塊(以下簡稱空心磚)；非燒結(jié)磚包括蒸壓灰砂磚、粉煤灰磚、爐渣磚和碳化磚等。2砌塊機規(guī)范性引用文件 下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標準，然而，鼓勵根據(jù)本標準達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標準。
滄州路儀公路儀器有限公司
2021-08-23
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有關(guān)非阿貝爾Majorana零模的一般化理論工作
非阿貝爾Majorana零能模的出現(xiàn)和其超導(dǎo)/超流載 體本身的拓撲特性無關(guān)，即無論在拓撲平凡或非平凡的二維超導(dǎo)或超流中，均可以獲得滿足非阿貝爾統(tǒng)計的馬約拉納零 能模，并由此提出實現(xiàn)馬約拉納零能模的最小化物理實驗?zāi)Ｐ汀?
北京大學(xué)
2021-04-11
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消失模鑄造涂料項目
消失模鑄造是近20年來興起的一種新型精密鑄造工藝，具有操作簡單、成本低廉、可鑄造復(fù)雜精密鑄件等特點，已經(jīng)成為鑄造工業(yè)發(fā)展最快的鑄造方式之一。消失模涂料是其關(guān)鍵技術(shù)之一。本項目在兼顧常壓和真空消失模鑄造特點的同時，在不添加其他配料的情況下加水后可以直接涂膜使用，具有涂膜均勻、掛壁性好、強度高、透氣性好、干燥迅速、脫模容易等特點，可提高鑄造的精密性、成品率，降低鑄造成本。
華東理工大學(xué)
2021-04-13
標準頭模XM-925
XM-925標準型頭模.
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XM-925標準型頭模由頭模、金屬支撐桿組成，可使頭模固定在牙科診療臺上，頭模后下方有調(diào)節(jié)手柄可任意調(diào)節(jié)和固定頭模位置，頭模后上方調(diào)節(jié)手柄可使頭模上下部分分離，口腔安裝仿真標準全口牙模。
尺寸：自然大
材質(zhì)：PVC材料
上海欣曼科教設(shè)備有限公司
2021-08-23
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一種OAM模分復(fù)用系統(tǒng)的非線性均衡器
OAM（軌道角動量）模分復(fù)用技術(shù)是一種新興的通信復(fù)用方式，它通過在光信號中引入軌道角動量這一新的維度，實現(xiàn)了光信號的多模式傳輸，從而顯著提高了光纖通信系統(tǒng)的傳輸容量。然而，OAM模分復(fù)用系統(tǒng)在實際應(yīng)用中面臨著模式間串?dāng)_和非線性效應(yīng)導(dǎo)致的信號失真問題，這些問題限制了系統(tǒng)的性能和傳輸距離。
針對這一挑戰(zhàn)，提出了一種高效的非線性均衡器，該均衡器采用先進的算法和電路設(shè)計，能夠有效地抑制OAM模分復(fù)用系統(tǒng)中的非線性失真和模式間串?dāng)_，從而提高系統(tǒng)的傳輸性能和穩(wěn)定性。該均衡器不僅具有高度的靈活性和適應(yīng)性，能夠根據(jù)不同的傳輸需求和系統(tǒng)配置進行優(yōu)化調(diào)整，而且其設(shè)計緊湊、功耗低，非常適合應(yīng)用于現(xiàn)代光纖通信系統(tǒng)。
本成果創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：首先，通過引入先進的非線性均衡算法，實現(xiàn)了對OAM模分復(fù)用系統(tǒng)中非線性失真的有效抑制；其次，利用優(yōu)化的電路設(shè)計和信號處理技術(shù)，提高了均衡器的性能和穩(wěn)定性；最后，該技術(shù)能夠廣泛應(yīng)用于多種光纖通信系統(tǒng)，具有廣闊的市場前景和應(yīng)用價值。
圖1. 均衡器計算過程
北京理工大學(xué)
2025-02-10