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成果簡介：  研發(fā)采用視覺伺服方法進(jìn)行焊接機(jī)器人的焊縫跟蹤控制以實(shí)現(xiàn)真空腔體的智能化焊接。為了適合高速處理焊前的對接焊縫圖像和處理多種焊縫圖像，研發(fā)基于區(qū)域的焊縫圖像處理算法和基于邊緣的焊縫圖像處理算法。研發(fā)根據(jù)焊縫圖像的特點(diǎn)定義焊縫的位置偏差和角度偏差，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)焊縫跟蹤控制器。進(jìn)而，利用視覺伺服方法進(jìn)行焊接機(jī)器人的焊縫跟蹤控制，實(shí)現(xiàn)智能

鋁及其合金是工程應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)材料之一。傳統(tǒng)的鋁合金零件通過鑄造、鍛造和粉末冶金等方法制造，與這些傳統(tǒng)制造過程相關(guān)的工具設(shè)備增加了制造成本和交付周期。3D打印技術(shù)由于為制造設(shè)計(jì)提供了豐富的自由度而廣泛應(yīng)用于工程零件的制造。現(xiàn)有3D打印技術(shù)中，選擇性激光熔化（SLM）是發(fā)展最為廣泛的方法之一。但是SLM工藝中的冶金缺陷如許多裂紋、球化和氣孔導(dǎo)致只有有限數(shù)量的金屬適合該種工藝，且具備滿足要求的密度、微觀結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度。中南大學(xué)粉末冶金研究院李瑞迪研究員和新西蘭奧克蘭大學(xué)、中車工業(yè)研究院有限公司等單位合作通過對合金元素進(jìn)行調(diào)控和熱處理工藝的探索，發(fā)展了一種適用于SLM制備工藝，具有良好抗裂性和高強(qiáng)度Al-Mg-Si-Sc-Zr合金。相關(guān)論文以題為“Developing a high-strength Al-Mg-Si-Sc-Zr alloy for selective laser melting: crack-inhibiting and multiple strengthening mechanisms”于4月13日在金屬材料頂級期刊《Acta Materialia》在線發(fā)表。論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.03.060在該項(xiàng)工作中，研究人員設(shè)計(jì)了一系列Al-Mg（-Si）-Sc-Zr合金，并用霧化合金粉末進(jìn)行3D打印制備。在沒有Si元素的情況下，Al-xMg-0.2Sc-0.1Zr（x=1.5,3.0,6.0wt.%）合金在制備過程中均易發(fā)生熱裂紋，平均裂紋密度隨Mg含量的增加而增大。發(fā)現(xiàn)在Al-6Mg-0.2Sc-0.1Zr合金中加入1.3wt%的Si能夠有效地抑制SLM過程中的熱裂紋，同時細(xì)化制備合金的微結(jié)構(gòu)，從而提高打印試樣的力學(xué)性能。圖1：不同成分的打印樣品晶粒尺寸和形貌EBSD分析結(jié)果：（a）1.5 wt%Mg，合金1；（b）3.0 wt%Mg，合金2；（c）6.0 wt%Mg，合金3；（d）6.0 wt%Mg+1.3 wt%Si，合金4。晶體學(xué)取向用倒極圖（IPF）表示。圖2：Mg和Si元素對試樣斷裂行為的影響。（a）不同合金成分（合金1，合金2，合金3，合金4）的拉應(yīng)力應(yīng)變曲線。（b-e）合金1（b）、合金2（c）、合金3（d）、合金4（e）的斷口SEM圖像。通過對合金成分的進(jìn)一步微調(diào)，研究人員設(shè)計(jì)了一種新型合金Al-8.0Mg-1.3Si-0.5Mn-0.5Sc-0.3Zr。這種新合金具有明顯的細(xì)化微觀組織，由亞微米胞體和胞體中存在的共晶Al3（Sc，Zr）納米粒子（2-15nm）和粒間Al-Mg2Si共晶（Mg2Si直徑10-100nm）組成。打印試樣中形成了高密度的層錯和獨(dú)特的9R相。試樣的拉伸強(qiáng)度和延伸率分別達(dá)到497MPa和11%。經(jīng)過時效處理后，試樣的拉伸強(qiáng)度達(dá)到550MPa，塑性在8%～17%之間。除了固溶強(qiáng)化、晶界強(qiáng)化和納米顆粒強(qiáng)化外，高密度層錯也有助于強(qiáng)化。圖3：不同組分（a1-4）合金#4；（b1-4）合金#5的SLM打印樣品的細(xì)晶區(qū)TEM圖像：（a1-2）合金4的胞狀結(jié)構(gòu)；（a3-4）合金的柱狀結(jié)構(gòu)；（b1-5）合金（b2）的胞狀結(jié)構(gòu)是（b1）的暗場圖像；（b3-4）合金的柱狀組織#5；圖（a2），（a4），（b2）和（b4）顯示了晶間共晶組織；（b5）是SLM-printed Alloy#5細(xì)胞的干HAADF圖像和主要元素（Al、Mg、Si、Sc、Mn和Zr）的相應(yīng)EDX圖譜。圖4：（a）SLM打印合金#5時效前后的拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線。曲線“#5”表示打印合金#5；曲線“#5-HT1”表示360℃時效8h的合金#5；曲線“#5-HT2”表示300℃時效8h的合金#5。（b）在合金#5-HT2斷裂處拉伸試樣的透射電鏡顯示具有高密度位錯和SFs的變形組織。（c）沿[001]方向的變形亞晶中滑移帶和滑移方向的HRTEM圖像。（d）在（-100）面上用（c）圖中標(biāo)記區(qū)域的傅里葉逆變換圖像顯示出高密度位錯。這項(xiàng)研究成果通過在原有3D打印Al-Mg-Sc-Zr合金中添加Si元素，形成了精細(xì)打印微觀組織，獲得了無裂紋的打印合金成分。隨后通過熱處理時效工藝引入高密度層錯并細(xì)化晶粒，開發(fā)出了一種具有低熱裂敏感性和高強(qiáng)度的新型鋁鎂合金。這項(xiàng)工作提供了一種解決和消除SLM工藝中的冶金缺陷的鋁鎂合金成分設(shè)計(jì)方法和熱處理工藝，推動了SLM制造技術(shù)的工程應(yīng)用。

聚苯乙烯泡沫塑料是一種價廉、質(zhì)輕、來源豐富的石油副產(chǎn)品，用途廣泛，在包裝、裝飾及廣告領(lǐng)域有著重要的地位。特別是近年來，我國制造業(yè)中真空實(shí)型消失模鑄造技術(shù)的飛速發(fā)展，需要應(yīng)用大量的聚苯乙烯消失模；在廣告、裝飾裝潢領(lǐng)域，應(yīng)用日趨廣泛。目前國內(nèi)外聚苯乙烯材料成形加工技術(shù)，有兩種方法：對大批量生產(chǎn)，采用一次發(fā)泡聚苯乙烯泡沫珠粒，在模具中發(fā)泡成型的方法。這種方法除需

敏捷制造是 21 世紀(jì)制造業(yè)的主要發(fā)展方向之一。本課題主要研究敏捷制造模式下制造 系統(tǒng)質(zhì)量保證信息系統(tǒng)。本課題完成了質(zhì)量保證信息系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)；研究了系統(tǒng)框架構(gòu)造； 作為質(zhì)量保證信息系統(tǒng)中有關(guān)模塊的原型，研究開發(fā)了質(zhì)量審核系統(tǒng)（包括質(zhì)量體系審核、 設(shè)計(jì)質(zhì)量評審、工序質(zhì)量審核、產(chǎn)品質(zhì)量審核）。系統(tǒng)采用 Java 語言創(chuàng)建動態(tài)交互式 WWW 頁面，通過 JDBC(Java Database Connectivity)接口訪問數(shù)據(jù)庫，使得系統(tǒng)可在任意平臺 上運(yùn)行，并可訪問網(wǎng)絡(luò)上各種不同的數(shù)據(jù)庫。 

本發(fā)明公開了一種有序結(jié)構(gòu)電鍍砂輪的制造方法。本發(fā)明采用脈沖激光束在金屬材質(zhì)的砂輪基體外圓周的工作面上加工出螺距為數(shù)百微米、槽口尺寸為數(shù)十微米的微細(xì)螺旋凹槽，采用環(huán)氧樹脂將凹槽填充，使得在砂輪基體外圓周工作面上金屬材質(zhì)和環(huán)氧樹脂呈螺旋規(guī)律間隔排布。然后采用電鍍的方法對砂輪基體外圓周工作面電鍍上磨粒，由于凹槽內(nèi)填充有不導(dǎo)電的環(huán)氧樹脂，所以在該區(qū)域無法電鍍上磨粒，通過以上步驟可以得到磨粒層與環(huán)氧樹脂呈螺旋規(guī)律有序排布的電鍍砂輪。本發(fā)明制備的有序結(jié)構(gòu)電鍍砂輪有利于解決磨削加工時砂輪容易堵塞、磨削液難以進(jìn)入

本發(fā)明屬于增材制造領(lǐng)域，并公開了一種異質(zhì)多材料增材制造 系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括關(guān)節(jié)臂機(jī)器人、打印裝置、減材裝置和監(jiān)測反饋裝 置，通過采用旋轉(zhuǎn)式多噴頭切換打印裝置，以多個送絲打印機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn) 切換的方式進(jìn)行多材料多工藝實(shí)時切換打印，實(shí)現(xiàn)了多材料多工藝的 高效 3D 打印成形；雙目立體視覺在線實(shí)時監(jiān)測反饋裝置及時反饋加工 零部件的層層溫度信息及三維輪廓信息并與原始模型對比標(biāo)定，確定 減材加工時機(jī)及相應(yīng)減材加工參數(shù)。通過本發(fā)明，高精

激光制造、增材制造等高端制造技術(shù)，在精密加工、航空航天部件加工等眾多領(lǐng)域得到大量的應(yīng)用，可以完成傳統(tǒng)加工系統(tǒng)不能完成的大量加工工藝。因?yàn)橹圃旃に噺?fù)雜，應(yīng)用涉及眾多重要領(lǐng)域，并且所涉及的三維圖形處理和控制等核心技術(shù)一直掌握在國外廠商手里，因此外國一直將這些高端制造技術(shù)對中國進(jìn)行嚴(yán)格的出口管控，相關(guān)技術(shù)和系統(tǒng)也成為了中國急需突破的卡脖子工程。其中，三維圖形處理系統(tǒng)是高端制造系統(tǒng)中極為核心的功能系統(tǒng)，相關(guān)技術(shù)也被國外所嚴(yán)格管控，國內(nèi)有眾多技術(shù)空白需要突破。 針對該現(xiàn)狀，我們對相關(guān)核心技術(shù)進(jìn)行了多年的研究，投入了大量的人力物力進(jìn)行了系統(tǒng)研發(fā)，在關(guān)鍵技術(shù)上形成了突破，并研制出了可用于替代國外產(chǎn)品的核心系統(tǒng)。也因?yàn)槲覀兯纬傻募夹g(shù)積累，我們承擔(dān)了第一批國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“航空航天典型部件激光制造”中的三維圖形處理系統(tǒng)的研究任務(wù)，并在實(shí)際應(yīng)用場景中對我們的技術(shù)和系統(tǒng)進(jìn)行了有效驗(yàn)證。 主要技術(shù)指標(biāo) （1）可以解析眾多主流三維圖形文件，讀寫其中的各種三維模型數(shù)據(jù)。 （2）可以分析三維對象的拓?fù)淙毕荨?（3）可以多種方式在三維加工對象表面布局復(fù)雜加工圖案。 （4）可以按照加工工藝參數(shù)，完成加工區(qū)域劃分、圖案分割和圖元空間投影等復(fù)雜的功能。 （5）可完成工件裝夾定標(biāo)、加工區(qū)域邊界輸出、加工路徑優(yōu)化等豐富的功能。 （6）輸出可加工的區(qū)域圖案文件，供 5 軸聯(lián)動數(shù)控中心執(zhí)行加工操作。 （7）直觀的圖形操作功能。

該成果提供一種高深寬比、溝槽形貌可控、直徑Φ6mm以下的高效微細(xì)內(nèi)溝槽管多級拉拔制造方法，實(shí)現(xiàn)原理為：根據(jù)微細(xì)內(nèi)溝槽管外徑、齒數(shù)、壁厚、深寬比等結(jié)構(gòu)參數(shù)要求，以及溝槽截面形狀、表面形貌等產(chǎn)品質(zhì)量需求，基于內(nèi)溝槽管拉拔過程的塑性變形規(guī)律，設(shè)計(jì)并制造初始內(nèi)溝槽管管坯、多級拉拔模具，擬定拉拔工藝；根據(jù)擬定拉拔工藝完成多級拉拔，利用金屬在非完全約束成形條件下的塑性流動與拉拔參數(shù)之間的映射規(guī)律，實(shí)現(xiàn)溝槽形貌預(yù)定目標(biāo)，最終實(shí)現(xiàn)Φ6mm以下微細(xì)內(nèi)溝槽管的高效制造。 本成果技術(shù)在國際上首次提供了一種

中心通過“裝備與工藝的協(xié)同創(chuàng)新”，創(chuàng)新發(fā)展了具有自主產(chǎn)權(quán)的大科學(xué)裝置—MOCVD高端裝備，并在硅襯底上生長第三代半導(dǎo)體InGaN黃光LED材料，取得了歷史性突破，將黃光LED的光效由國際上報道的不足10%，提升到了27.9%，結(jié)束了國際市場上長期缺乏高光效黃光LED的局面。國際同行、諾貝爾獎獲得者中村修二教授高度稱贊這項(xiàng)成果：“硅基黃光LED的技術(shù)水平國際領(lǐng)先，這是屬于中國人首次發(fā)明的照明技術(shù)，它有非常大的價值。”陳良惠院士領(lǐng)銜的12位業(yè)內(nèi)專家，對

本發(fā)明公開了一種氮化硅微米管的制備方法，該方法將去除保 護(hù)層的光纖表面涂覆一層均勻的石墨粉后在 300～600℃的溫度區(qū)間內(nèi) 熱解，使光纖表面形成均勻厚度的碳膜；再將光纖在氮?dú)鈼l件下以 1100～1600℃的溫度區(qū)間高溫加熱，使碳膜與光纖表面的二氧化硅產(chǎn) 生反應(yīng)生成硅，然后硅與氮?dú)獍l(fā)生反應(yīng)在光纖表面形成氮化硅薄膜將形成氮化硅薄膜的光纖刻蝕掉，形成中空的氮化硅微米管。該氮化 硅微米管與炭黑進(jìn)行混合，使氮化硅微米管增強(qiáng)導(dǎo)電性，然后在其中 加入熱熔型粘結(jié)劑形成混合物，再均勻涂在洗凈的銅箔表面，可得到 氮化