增材制造关键技术战略创新团队:研发国际一流的3D打印技术
材料的成形有多种方法:可以不断去除多余材料来获得所需要的形状,可以通过强大的机械压力使之变形,还可以使用模具将粉末、液体赋形后固化……而增材制造技术的成形原理和这些传统技术完全不同,它采用逐渐增加材料的方法成形零件,成为“3D打印”技术的先进手段之一。我校增材制造关键技术战略创新团队就依靠一流的 3D打印设备与独特创新优势,进行了大量的3D打印飞机发动机和飞机构件、铝合金通讯系统构件和其它工程结构件加工研究以及3D打印镍合金、钛合金、铝合金材料等方面的系统研究,在增材制造工艺研究以及增材制造技术应用方面达到了国际领先水平。
为了推进3D打印技术快速工业化和广泛应用,增材制造关键技术战略创新团队针对 3D打印航空发动机零件及飞机零件的适航认证进行系统研究和推进,成为世界上唯一能实际完成 3D打印零件在民用发动机及民用大飞机适航取证的增材制造创新团队,为国产大飞机C919的成功试飞贡献了一己之力。此外,团队还开发了世界上屈服强度最高的SLM铝合金、高强度钛合金以及高抗裂镍基高温合金,此项合金开发工作达到了世界一流水平。
2017年学校建设以国际著名增材制造技术专家、澳大利亚工程院院士吴鑫华教授领衔的“增材制造国际实验室”,而“增材制造关键技术战略创新团队”的组建为“增材制造国际实验室”提供了强大的人力、智力支撑。

增材制造关键技术战略创新团队:世界上第一台由3D打印制造的“全尺寸航空发动机”
数控装备技术战略创新团队:打破数控装备“受制于人”的困局
数控机床作为装备制造业的工作母机,其技术水平成为衡量国家装备制造业发展水平的重要标志之一,而“中国制造2025”已将数控机床和基础制造装备列为加快突破的战略必争领域。然而,现状是生产设备主要依靠国外引进,想要打破“受制于人”的困局,实现国内自主设计成为突破口。对此,我校组建数控装备技术战略创新团队,为推动中国数控装备行业技术进步而努力。
数控装备技术战略创新团队立足于国家与上海市先进制造业的发展方向,与上海机床厂有限公司、沈阳机床(集团)有限责任公司、秦川机床集团以及南京工艺装备有限公司等国内机床以及功能部件生产龙头企业合作,先后承担了十余项国家科技重大专项高档数控机床与基础制造装备项目以及二十余项上海市重点与重大研究项目的研究工作,拥有机械工业精密磨削技术重点实验室、机械工业数控机床优化技术重点实验室、上海数控装备工程技术研究中心等。经过团队多年的积累,目前已拥有多项引领数控机床行业进步的关键技术,包括数控机床质量一致性控制技术、基于动态特性的数控机床优化设计技术以及数控机床动态性能评价技术。
此外,团队还十分注重与国际接轨,先后与德国斯图加特大学机床研究所、德国柏林弗劳恩霍夫IPK研究院建立了合作关系。

数控装备技术战略创新团队:适于不锈钢零件加工的i5M1.1新机床
智能材料与器件重点创新团队:让智能材料服务于日常生活
现代生活居所、公共活动空间、生产车间、汽车等密闭空间中的VOCs(挥发性有机物)及甲醛污染是威胁人类健康的隐形杀手,目前仍然缺少有效的治理和监控手段,而且市面产品鱼龙混杂。对此,我校智能材料与器件重点创新团队以石墨烯量子点复合提升甲醛及VOCs检测产品的性能,从而获得室内空气污染监测与治理一体化的解决方案,并在石墨烯量子点的规模化制备、甲醛高灵敏度气体传感器等领域取得突破性进展。
当然,这只是该团队研究领域的一部分,这支成立于2009年的重点创新团队,重点聚焦碳纳米材料的多尺度、多维度调控及物理化学改性、复合,探索其在化学储能电极材料、热管理、环境治理等方面的应用,以应用驱动新材料、新工艺、新机理及低成本规模化制备工艺与装备的开发。近年来,智能材料与器件重点创新团队在石墨烯材料、锂硫电池材料、超级电容器材料、量子点复合半导体材料等领域已经发表SCI学术论文150多篇,其中 SCI一区论文60多篇,ESI高被引论文13篇。

智能材料与器件重点创新团队:石墨烯复合智能甲醛传感器原理图
合金材料先进制备与加工重点创新团队:把材料的力量“合”起来
在机械、电子等制造业中,合金材料的制备和加工有着极其重要的意义。我校合金材料先进制备与加工重点创新团队着重开展铜合金、纳米合金、医用合金的研发工作,其自主研发的高强高导铜合金引线框架材料显著提高了我国集成电路引线框架材料的综合技术水平,对我国铜加工行业的产业结构改造和产品技术水平升级具有重要的示范推广作用,经济效益和社会效益显著。
合金材料先进制备与加工重点创新团队开发的Cu-Cr-Zr合金已在火箭发动机内衬材料、大型钢铁企业连铸结晶器等方面获得广泛应用,开发的Cu-Mg系合金也已广泛应用在高速铁路和轨道交通的接触线材料。
此外,近年由于医学领域对合金材料的需求,团队还开展了特种医用合金材料及其加工技术的研究,研发了一种“珍珠粉 -镁合金准自然骨复合材料”,由于采用了粉末冶金的制备加工方式,使镁合金和珍珠粉达到了很好的复合效果,此项成果将大大提高镁合金在医用植入材料领域的应用价值。

合金材料先进制备与加工重点创新团队:用于集成电路引线框架的铜合金
高端机械装备智能化设计技术重点创新团队:让高端机械的设计更智能
无法达成装备性能和经济性的合理平衡,导致机械装备技术经济性差、市场竞争力低;装备结构设计依赖于设计人员的经验,难以实现自动设计……针对当前机械装备结构设计存在的系列问题,我校高端机械装备智能化设计技术重点创新团队聚焦高可靠性、高性能和良好经济性的要求,形成了机电装备结构仿生智能设计技术、振动控制的智能结构设计技术、装备系统的可靠性评价和设计技术等一系列智能化设计技术,在汽车、数控机床、港口机械以及军工装备等领域发挥着重要的作用。
经过近10年的发展,该团队在高端机电装备智能化设计技术方面形成了良好的研究基础。团队提出的基于仿生原理的机电装备结构智能设计技术,在国内外属首创,发表的相关学术论文总他引次数超过150次。团队研发出的GWF系列无谐振智能隔振器和 GMR金属橡胶智能隔振器两大类产品,已经通过国家军标质量体系认证,能为各种电子设备元器件等小组件和电子机柜、显控台等大型设备提供高效的隔振缓冲。此外,团队机电装备可靠性评价和设计方法的研究成果,已在上汽大通汽车有限公司的人工智能系统上进行了应用。

高端机械装备智能化设计技术重点创新团队:轻量化仿生机械结构设计过程图
文:董真、董颖
原文刊载于2018年3月25日第315期《上海理工大学报》科教版
原文链接:http://usstnewspaper.cuepa.cn/show_more.php?doc_id=2396799