摘要：工业5.0 是一种以价值驱动的新兴制造模式，其中人本智造是核心理念之一。然而，目前人本智造研究主要聚焦于系统层级，针对增材制造等特定工艺应用的研究仍然较少，因此亟需明晰相关科学问题与关键挑战。基于人-信息-物理系统的理论体系，提出了面向工业5.0 的人机协作增材制造参考框架，建立产品-经济-生态三层次模型,并结合增材制造技术的内在特点和功能演进阐释了人机协作增材制造的基本概念。围绕产品开发流程，讨论了关键使能技术，包括万物互联、人工智能、数字孪生、扩展现实、智能材料等。最后，探讨了人机协作增材制造在产品层、经济层、生态层中的典型应用，包括个性化产品设计、交互式制造、面向工艺链的人机协作、众创式设计、分布式制造和节能减排等。该框架旨在研究人机协作增材制造，通过发展人-信息-物理系统理论，首次系统地阐述了其核心概念、关键技术和典型场景，以推动增材制造向人机协作的工业5.0 范式转变，更好地满足用户个性化需求。

摘要：近年来，伴随绿色低碳发展的全球共识，环保高效的激光清洗技术得到广泛关注。为了解全球激光清洗技术的研究现状与趋势，基于专利数据关联与聚类分析，从技术申请趋势、国家/ 地区分布、研发机构及产业链布局、研究热点等角度全面揭示全球激光清洗技术的研究进展。研究发现，美国、日本、德国是重要的技术来源国，中国虽起步较晚但已经迎头赶上，并处于全球领先地位；韩国、俄罗斯、澳大利亚等属于中国激光清洗专利布局的空白市场；光源侧及装备侧激光企业均十分注重在激光清洗技术领域的专利布局；研究热点集中于激光除锈设备及方法、便携式激光清洗装置、激光清洗过程工艺、集成式激光清洗装置等几个方面。

摘要：水下焊接技术是舰船、海工、核电等高端装备水下结构物损伤应急或永久修复的重要手段。本文从设备开发、工艺研究及工程应用三个方面介绍水下焊接技术的进展与挑战。在设备开发方面，高性能焊接电源、微型排水罩、智能送丝装置及智能焊接机器人等装备的创新有效提升了焊接质量与效率。在工艺研究方面，聚焦焊接过程动态监测，研究组织演变与力学性能并阐明热输入等参数与显微组织的关联，同时结合质量优化方法可进一步提升焊接可靠性与效率。工程应用实践表明，水下焊接在核电维修、舰船抢修及海上风电修复中展现出重要价值。未来研究需推动水下焊接技术向高可靠、高效率及自主化方向突破，为大型水下结构物修复提供关键技术支撑。

摘要：表面工程自其诞生以来，经历了从传统表面工程向复合表面工程、纳米表面工程及表面工程自动化的发展，正在信息技术、生物技术、纳米科技等前沿领域中萌生。随着智能时代的来临，智能表面工程应运而生。智能表面工程是对摩擦表面赋予智能调控性能，使之具有自感知、自适应、自愈合能力，从而实现摩擦学行为的智能控制。介绍皮肤自感知、关节自感知、消化道自适应和表皮自愈合等人体表面智能性，触屏自感知表面、损伤自感知表面、摩擦自感知表面和触压自感知表面等自感知表面创新，自适应表面变色、自适应调光涂层、自适应疏水涂层、自清洁除尘表面、自适应隐身表面、自硬化耐磨表面和自减摩超滑表面等自适应表面创新，植物自愈合、自愈合聚合物膜、自愈合导电皮肤、自愈合离子皮肤、自修复防腐涂层、自愈合蛋白质体、自愈合关节软骨和自愈合磨损划痕等自愈合表面创新。以往的表面工程是对材料表面强化以提高其物理、化学、力学性能的技术和方法，而智能表面工程则是赋予材料表面自润滑、自抗磨、自耐蚀、自修复等功能的智能表面技术和方法。未来的智能装备离不开摩擦智能，摩擦智能必须有智能表面。智能表面制造须要深入研究仿生科学与表面工程技术交叉融合，因此在摩擦学、仿生学、低碳学等领域尚有许多需要探索的关键理论和技术问题，一旦取得突破，将促进智能表面工程领域的显著进步。可以预见，摩擦智能表面工程将支撑智能装备制造技术的发展，创造出更快、更强、更稳的机械系统；仿生智能表面工程将使机器人更智能地实现对自身运动的感觉、对空间的感知和对外部刺激的反应；低碳智能表面工程将降低摩擦系统能耗、减少建筑领域碳排放，从而使摩擦学及表面工程研究与人类命运共同体紧密结合在一起。

摘要：搅拌摩擦焊接技术（Friction Stir Welding）自上世纪90 年代发明以来，迅速在航空、航天、船舶、轨道交通等领域得到了广泛关注和应用，成为21 世纪影响最为深远的焊接技术之一。近年来，以搅拌摩擦加工/增材制造（Friction Stir Processing/Additive Manufacturing）为代表的一系列固相加工技术进一步丰富了搅拌摩擦的技术内涵。本文主要介绍了搅拌摩擦焊接和加工技术的研究进展，结合近年国内取得的技术突破和装备发展现状，探讨了理论和工程应用面临的技术挑战及其未来的发展方向。

摘要：陶瓷增材制造技术通过高精度结构设计与多材料一体化成型，为催化领域提供了从载体定制到活性位点精准调控的新方法。基于陶瓷增材制造技术制备的催化剂载体具有更高的传质效率、自由成型的几何形态、优异的热稳定性，在降低成本的同时，推动了绿色能源发展。本文综述了应用于陶瓷催化剂载体的四种主要增材制造技术，包括墨水书写成型技术、立体光固化成型技术、数字光投影技术和熔融沉积技术，概述了四种常见的催化剂载体陶瓷体系，总结了陶瓷增材制造技术制备不同类型陶瓷催化剂载体的研究现状，着重讨论了在汽车尾气处理、脱硝处理、化学合成、固体氧化物燃料电池、太阳能热化学循环反应等不同应用场景下催化剂载体的研究进展，最后，对陶瓷增材制造催化剂载体所面临的关键挑战与未来发展方向进行了展望。未来研究应重点围绕新型多功能陶瓷材料体系开发、高精度与多尺度结构协同设计、活性位点与传质行为的耦合调控以及绿色低能耗成型与后处理工艺展开，以推动陶瓷增材制造催化剂载体在能源转化与环境催化等领域的规模化应用。

摘要：管梁截面优化是汽车轻量化和性能设计的关键因素之一，管梁截面形状与尺寸的协同优化方法是底盘零部件设计的重要工作。本文提出了一种将形状和尺寸两种不同属性变量进行耦合的双超椭圆方程，并利用双超椭圆方程构建了任意曲边截面。针对任意曲边截面的优化，建立了截面自适应优化模型及多截面连续优化算法，该优化方法可自动进行形状优化、尺寸优化和形状等/变尺寸协同优化。对优化方案进行有限元分析显示，采用任意曲边截面优化得出的梁结构，梁横截面具有周向轮廓和厚度均匀过渡等优势，有效地减小了截面应力集中，提高了材料利用率，也为汽车机械零部件轻量化提供有效参考。

摘要: 在漫长的进化历程中,自然界的生物演变出诸多独特结构,为科技发展提供了源源不断的灵感。其中,荷叶表面呈现的疏水特性极大地激发了研究人员对表面湿润性领域的深入探究。为进一步解决超疏水涂层在极端条件下(如机械磨损、化学腐蚀和温度变化)可能失效的固有缺陷,润滑油被引入其表面,从而制备出高性能的超滑涂层。结合国内外相关研究,综述超滑表面在防腐蚀、除冰霜及耐磨损3个功能方向的研究进展。最后,针对超滑涂层面临的磨损与老化问题,以及如何提高其耐久性与使用寿命等当前挑战,进行了总结与展望。

摘要： 辊压成形是一种通过顺序排布的成形模具渐近横向弯曲金属带材和板材的塑性加工工艺。由于其低成本、高效率、柔性化的特点，已成为中国新能源、航空航天、轨道交通等多个领域实现轻量化、节能、减排和安全性提升的重要技术之一。但是，该工艺的工序复杂性和离散性、材料厚向性能的不均匀性、设备信息化和柔性化自动化的低水平等问题，导致了它类似于“黑匣子”，使得产品质量难以预测，调试生产高度依赖人工经验，可成形截面受限，成品率不稳定。为此，本文提出了一种数据驱动的智能辊压成形装备（系统），并介绍了该装备（系统）的技术架构和特点。通过搭建基于人工智能的数据架构，该系统将传统辊压成形中的离散数据进行采集、筛选、集成、储存和分析。同时融合数字孪生、人工智能、轮廓检测技术和多智能体协同控制等来构建可以替代人工经验的自纠偏的生产模式。针对新能源汽车行业，本文给出了利用该系统解决的一个辊压成形的动力电池包结构件的回弹控制案例，并对该系统的发展给出了建议和展望。

摘要：本文针对混凝土泵车臂架主焊缝焊接进行有限元分析，通过对比不同焊接顺序及焊接热输入仿真结果可知：焊接热输入和焊接顺序均对混凝土臂焊接变形均产生影响，其中焊接热输入对混凝土泵车臂架的变形影响更大，采用较小的热输入，同时采用焊接顺序为先焊接焊缝组1 再焊接焊缝组2 时的焊接工艺参数较优。