提名奖项

科技进步

等级

二等及以上

主要

完成单位

河北工业大学、中航迈特增材科技（北京）有限公司、天津科技大学

主要

完成人

张争艳、段国林、杨伟东、刘水清、李波、周婧、杨潇、刘海涛、程娥、程立金

提名单位

河北省教育厅

项目简介

项目属于先进制造技术领域，面向航空航天等领域重大需求，依托国家自然科学基金、国家人社部留学人员科技活动择优资助项目、河北省重点研发计划、河北省自然基金重点专项等项目，以异质材料零件的高效精密制造为目标，突破了异质材料增材制造工艺原理、数据处理算法、工艺参数优化等关键技术，获得了具有复杂材料属性的异质材料零件增材制造方法，实现了性能更加优异的零件的增材制造。

成果获授权发明专利9项、实用新型专利5项、软件著作权9项，发表SCI论文27篇（中科院TOP顶级期刊论文16篇）、机械工程学报论文4篇。

发现点/发明点/创新点

成果主要的创新点有：

1.   针对异质材料区域材料组分、几何属性和增材制造工艺难以统一数字化表达及设计与制造阶段不能有效衔接的问题，提出了适用于异质多材料、多维功能梯度材料的三维实体模型表达新方法和增材制造新方法，编制了异质材料增材制造工艺软件；

2.   针对传统的模压成型方法在制备陶瓷基异质材料时存在界面明显应力遮挡等问题，在创新点1的基础上，提出了面向陶瓷基异质材料的微流挤出式增材制造新工艺，采用即混即挤的方法实现了材料配比的灵活调控，成功制备出具有连续成分梯度的陶瓷基异质材料；针对微流挤出工艺研发了具有高固含量、低粘度的专用陶瓷浆料，以氧化锆为基体材料设计了陶瓷的烧结曲线，实现了氧化锆陶瓷坯体收缩率和致密度的有效控制，突破了异质氧化锆陶瓷义齿的高精度增材制造；

3.   针对传统铸造、粉末冶金等方法在制备金属异质材料时存在区域材料组分难控制和复杂结构易开裂等突出问题，在创新点1的基础上，开发了面向金属异质材料增材制造的混粉/送粉系统，提出了以微纳复合材料孕育剂为形核基底的晶界裂纹扩展抑制和第二相强化策略，实现了异质铝合金零部件的高可靠性增材制造。

主要技术支撑材料

发明专利

[1] 一种针对于异质材料的同轴送粉系统,，.专利号：ZL   201810268074.1；

[2] 一种用于制作义齿的氧化锆陶瓷浆料及其制备方法和应用,，专利号：ZL201510900951.9；

[3] 用于微流挤出成型的氧化锆陶瓷浆料及其制备方法和应用，专利号：ZL201911217637.5；

[4] 用于3D打印的齿科氧化锆陶瓷浆料及制备方法及应用，专利号：ZL202111280296.3；

[5] Al3Sc-Al3Zr/Al复合材料孕育剂的制备方法，专利号：ZL 201910433300.1；

[6] 薄带状纳米Al3(Sc,Zr)/Al复合孕育剂的制备方法，专利号：ZL 201910433317.7；

[7] 一种3DP工艺中STL模型中心排样方法.，专利号：ZL 202110395766.4；

[8] 3DP工艺中按需喷射粘结剂和催化剂打印方法及喷射单元，专利号：ZL 202011398228.2；

[9] 3D打印砂型实时感知与智能监控系统，专利号：ZL 202111472030.9；

软件著作权

[1] 基于RGB传感器的3D打印调配装置控制软件V1.0，著作权号：2019SR0709253；