所属分类：先进装备制造产业

所属单位：中国科学院半导体研究所

成果简介：一、项目简介低成本微纳米加工技术的研究是各国争相发展的方向之一。纳米球刻蚀（Nanospherelithography,NSL）利用尺寸分布窄的纳米胶体球，如聚苯乙烯微球，通过自组装手段形成高度有序的二维结构作为掩模来实现超微细图形的转移。利用纳米球刻蚀技术可以开发出具有特定功能的微纳米结构材料，如减反射光学表面，二维光子晶体，二维量子点阵列，功能生物界面等。在规模化的民用领域，如增强LED的出光效率、太阳能电池表面减反方面，这一技术的优势尤其突出。纳米球刻蚀技术的核心是制备二维有序胶体晶体，产业化应用的关键在于高效地制备大面积二维有序胶体晶体。在各种制备方法中，气-液界面自组装技术在获得大面积，确保无叠层缺陷这方面具有非常显著的优势。本技术将有助于控制胶体粒子的自组装过程，研究二维有序胶体晶体形成的物理机制，改善二维胶体晶体的质量，获得大面积、高质量的二维有序胶体晶体。将纳米球刻蚀技术应用于固态照明和太阳能等再生能源领域，可低成本地在发光二极管（LED）和多晶硅太阳能电池中引入纳米结构，更好地提高发光效率和光吸收效率。并且二维胶体体系可以作为模型体系来进行二维材料的熔化、结晶等基础研究。二、技术特点当前研发装置可以实现纳米球尺寸从100nm-2000nm范围纳米球制备，尺寸可以实现6英寸以上。利用制备的纳米PS球进行聚焦曝光，获得了尺寸可控的纳米周期图形，并成功应用在提高LED效率上，目前已经开展的工作包括光子晶体、金属等离激元、纳米图形衬底以及纳米柱LED等多个方面，这些研究为纳米球刻蚀技术产业化应用奠定前期基础。三、专利情况授权发明专利3项。四、市场分析及应用情况我们研制的用于纳米球刻蚀的大面积二维有序胶体晶体的高效制备装置，目前在国内外尚无同类型商用装置，本装置将有助于控制胶体粒子的自组装过程，研究二维有序胶体晶体形成的物理机制，改善二维胶体晶体的质量，获得大面积、高质量的二维有序胶体晶体。将纳米球刻蚀技术应用于固态照明和太阳能等再生能源领域，低成本地在发光二极管（LED）和多晶硅太阳能电池中引入纳米结构，具有广泛的市场应用前景。五、合作方式技术开发。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：中国科学院西安光学精密机械研究所

成果简介：随着国内水下工程的规模日益扩大，对水下湿插拔连接器这种负责各模块之间通信/供电的器件需求量越来越大。它作为整个系统网络的关键节点，直接决定了系统的功能、性能、工作寿命和可靠性。本产品采用4光+2电的总体架构，可实现4路单模光纤的低损耗耦合(插入损耗≤0.5dB)和2路大功率电路耦合(电流≥10A@3.3KV)。本产品在海底观测网、海洋石油天然气钻采及工业等领域具有巨大的应用前景。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：中国科学院西安光学精密机械研究所

成果简介：高功率半导体激光器作为能量输出型的光电子器件，具有体积小、重量轻、电光转换效率高和寿命长等优点，广泛应用于高能激光泵浦、先进制造、激光雷达和激光通信等领域。高功率半导体激光器主要由激光芯片、热沉、正负极块等组成，激光芯片通过焊料焊接到热沉上以实现高效散热。其中，半导体激光芯片是半导体激光器最核心的部分，是产生高能激光输出的最重要的部件。高电光转换效率的芯片是实现半导体激光器高功率输出的前提。西安光机所围绕高功率、高效率半导体激光芯片自主化研制开展了一系列的研究工作，揭示了不同温度条件下半导体激光芯片的效率损耗机制，设计出特殊温区下极低损耗的外延结构，开发出先进的材料与器件制备工艺技术，实现了8xx-9xxnm高功率、高效率半导体激光巴条芯片的批量化生产，同时结合高效微通道热沉的自主化研制，建立了涵盖设计、器件制造和性能表征的全链条技术能力。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：中航西安飞机工业集团股份有限公司

成果简介：针对大型飞机机翼大尺寸、高承载、长寿命引发的高精度加工、低应力装配、精准可靠制造等难题，通过理论创新、技术突破、装备研发，构建了大尺寸机翼精准可靠制造技术体系。1）创建了大型飞机机翼高精度制造全流程工艺动态协调模型和方法。2）突破了应力-温度-误差耦合的机翼制造精度主动控制技术。3）突破了应力-误差在线测控的大尺寸机翼制造性能控制工艺技术。4）自主研发了大尺寸机翼体系化制造系列装备。该项目技术难度大、系统复杂、创新性强，具有完全自主知识产权，整体技术达到国际先进水平。成功应用于我国大型飞机（运-20、C919、AG600等）机翼制造，并推广应用于空客320机翼、法航ATR-42机翼等国际转包生产，具有重大的社会、经济效益，应用前景广阔。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：西安建筑科技大学

成果简介：航空航天难加工金属材料包括钛合金、高温合金、淬硬刚、航空铝合金合金等，这些金属材料具有化学活性高、导热系数低和变形抗力大等特点，在切削加工过程中存在工件表面易划伤、金属粘附刀具以及刀具磨损严重等问题。切削润滑介质是解决上述问题的有效措施，但用于航空航天难加工金属材料的切削润滑介质几乎被进口产品垄断，国产切削润滑介质存在润滑效果不足、切屑沉隆性能差、易发臭致敏、使用寿命短、废液环境污染严重等问题，无法满足航空航天金属结构件高质量加工需求。项目开发了如下技术：（1）二维材料固液耦合润滑技术：针对难加工金属材料切削加工过程中润滑易失效、难成膜等问题，采用二维材料作为核心润滑添加剂，多组元复配形成固液耦合润滑体系，解决难加工金属切削过程润滑失效的难题。（2）润滑介质减摩抗磨技术：设计制造润滑性测试设备，开发系列润渭介质产品，提高润滑介质的减摩抗磨性能，进而改善加工质量，延长刀具寿命。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：南方科技大学

成果简介：原理及先进性：提供一种高性能钛材料制造工艺，通过通入氮气与氩气的混合气体作为保护气体，使得成型的钛材料性能更加优异。应用市场：本发明属于3D打印技术领域，尤其是涉及一种球形钛粉制造工艺以及高性能钛材料。目前常用的钛粉制备手段为雾化法与旋转电极法，这两种制备方法制造工艺十分复杂，并且造价十分昂贵，一般高品质钛粉超过2000元/kg。本发明的高性能钛材料，通过非球形钛粉改性而成，成本超低、力学性能优异。本产品有望在航空航天、生命健康、汽车等钛合金需求量大的产业领域得到重要应用。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：南方科技大学

成果简介：原理及先进性：铝合金具有比强度高、抗腐蚀、导热性好、资源储备量大、易于回收再利用等特点，是汽车轻量化结构件的主要材料，也是通讯设备壳体的首选材料。提升产品的综合使用性能、降低产品的制造成本，是铝合金成形技术不断发展的目标。铝合金半固态加工成形技术是一种新型的成形技术，其过程和原理如下：在铝合金熔体冷却凝固过程中，当熔体温度达到固液两相区时，利用机械震荡、电磁搅拌、机械搅拌等方法改变α-Al晶粒的生长方式，使晶粒由枝晶状转变成近球状。当合金熔体中固相颗粒的含量达到40~60%时，熔体具有较高的表观粘度、较小的凝固收缩率、较小的变形抗力，在此状态下对其进行加工成形，并辅助以设计合理的模具结构和成形工艺，可以有效控制成形缺陷，获得高质量的产品。制备得到的产品，内部微观结构具有较好的一致性，呈现为近球状α-Al颗粒均匀分布在网状共晶相中的复合结构，从而产品具有较好的导热性和力学性能。应用市场：本项目的研究意义在于提升铝合金产品的性能，降低其制造成本，从而推动铝合金在汽车轻量化、新一代通讯设备等领域的扩展应用。主要应用领域包括：(1)汽车结构件，已成功运用该技术制备了汽车涡轮增压器叶轮、大巴车骨架接头、制动卡钳体、发动机支架、气室支架等产品。(2)通讯设备壳体，已成功运用该技术制备了4G基站腔体、微波滤波器腔体等产品。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：南京工业大学

成果简介：本成果瞄准地面运载装备电驱动与发电动力源系统、装备智能伺服作动系统对高功率密度电机的迫切需求， 研究轴向磁通电机高功率密度及其高效控制技术， 突破了传统装备电机系统电磁负荷极限， 实现了电机本体功率密度4kW/kg 技术指标，为提升装备动力与作动系统小型轻量化提供技术突破口，实现装备多维能力跃升，为信息化、智能化应用提供技术支撑。1.额定功率密度 4kW/kg，峰值功率密度 8kW/kg，最高效率达到 97.5%， 100kW功率等级最高转速可达到 15000rpm；2.较传统径向永磁电机， 同规格平台永磁体用量减小 30%，电磁有效材料减小 30%，整机体积重量减小 40%，轴向长度缩短 250%。技术成熟度 6-7 级，可开展孵化转化。成果可用在各类轻型、中型、重型运载装备分布式行走驱动系统和发电系统、空天装备推进系统等领域。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：山东理工大学

成果简介： Ø0.2 mm～Ø1mm超硬PCD/CBN微细铣削刀具的创新设计与超精密制备技术，可根据加工对象的材料属性与零件的几何特征，快速研制对应的微细铣削刀具。建立了超硬微铣刀的制造精度预估与分析方法，为微细铣刀的快速响应设计开发奠定了理论基础。建立了超硬微铣刀表面不同成形方法的制造精度对比定量分析方法，首次在国际上提出了微细铣刀的直纹面组合设计准则，解决了传统通过大型铣刀小型化来盲目设计微细铣刀而引起的刚度低、几何结构不合理、制造精度低、多工序加工能力差等系列问题。通过微细铣刀制备精度、铣削性能、多工序加工能力的综合研究，形成了微细铣刀设计、分析、优化、评价的开发规程，解决了目前微细铣刀开发无据可依的状况。研制了超硬微细铣刀制造系统，开发了专用CAM软件，实现了通过微细铣刀建模、加工设备动态标定与参数补偿、制造仿真检验、后置处理，自动生成数控程序，解决了高精度、智能化制造微细铣刀的问题。研发了系列超硬PCD/CBN微细铣削刀具，用于切削切削淬火钢、陶瓷、钛合金、高温合金、硬质合金等难加工材料上的小孔、槽、自由曲面等高精度小型几何特征，刀具寿命长，切削加工精度及保持性好！

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：山东理工大学

成果简介：

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：西北工业大学

成果简介：以航空发动机为代表的大型旋转机械承担着“大国重器”的重要角色，其复杂转子-轴承系统在极端服役工况下的振动特性、运动稳定性、可靠性是影响系统运行安全的根本因素之一。随着战斗机作战及安全性能要求不断提升，航空发动机内部连接结构设计复杂度大幅度增加，现有的振动分析手段无法精确分析连接结构振动响应，进而影响转子-轴承系统连接结构的设计。在国家自然科学基金等项目的支持下，申请人围绕大型旋转机械转子结构故障振动机理及连接结构设计国家重大需求，建立了转子-轴承系统模型精准降维理论及非线性共振响应预测/抑制方法，取得了如下重要科学成果：(1) 数据驱动的转子系统动力学模型降维方法；(2) 数模融合的转子系统高速非线性响应分析方法；(3) 转子系统不确定性量化及灵敏度分析方法。 该项目共授权发明专利4件，项目成果已成功应用于某型号主力战机作动器和轴承产品、某型号空空导弹运动机构、某型号主力战机混合惯导连接结构的振动响应分析、振动抑制及结构优化。 代表性论文发表在MSSP等TOP期刊中，被闻邦春院士、新西兰工程院院士Prof. Zhao、空客集团、德国结构力学与轻量化设计研究所等知名团队及研究机构高度评价，部分论文为ESI高被引。该项目培养出陕西省杰青等省部级人才2人次、香江学者1人次。第一完成主持国家自然科学基金、重点研发计划、军口国家级纵向项目等12项国家级项目及课题，担任军口某专项专家组成员。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：西北工业大学

成果简介：