冷喷涂固态增材制造技术:演变、现状与机遇挑战

摘要:增材制造技术是一种典型的颠覆性制造技术,通过“自下而上”的材料累加成形方式,可实现传统制造方法难以完成的复杂结构。冷喷涂固态增材制造技术,因其独特的固态金属粉末高速碰撞沉积特性,展现出显著的技术优势和应用潜力。本文系统阐述了冷喷涂固态增材制造技术的概念、发展历史、技术优势及挑战,并重点分析了此技术在受损零部件修复与再制造等领域的典型应用。研究表明,冷喷涂固态增材制造技术具备沉积效率高、结合强度高、涂层致密性好等优点,尤其在高强高塑性沉积体制备和复杂构件修复方面展现出独特优势。然而,该技术也面临沉积体塑韧性不足、薄壁构件易变形开裂及喷嘴寿命短等挑战。本文总结了冷喷涂固态增材制造技术的研究进展,指出了未来发展方向,为推动该技术在航空航天、汽车制造等领域的广泛应用提供了理论参考和实践指导。

新能源汽车制造技术变革下的高端数控机床发展综述

摘要:高端数控机床作为汽车先进制造领域的“工业母机”,是决定汽车产业制造水平的核心基础装备。在新能源汽车产业快速发展的驱动下,我国高端数控机床行业既面临重大发展机遇,也暴露出关键核心技术研发滞后、行业协同创新能力不足等诸多挑战。文章对新能源汽车领域制造工艺变革开展深入分析,梳理了我国用于汽车先进制造的高端数控机床发展现状及存在的问题,并从政府、行业和企业三个层面提出加强汽车与机床装备行业协同研发、建设汽车用高性能机床共性技术研发验证和推广应用服务平台、打造技术与人才交流平台等政策建议,对推动高端数控机床和新能源汽车产业高质量发展具有重要意义。

3D打印技术在液体定向运输方面的应用与挑战

摘要:液体定向运输因其在精确药物递送、高效雾气收集及热转换等领域的广阔应用前景,近年来已成为科学研究的重点和热点。在此背景下,3D 打印(增材制造)技术凭借其材料与性能的可定制性及轻量化优势,为仿生液体定向运输功能结构/表面的制备提供了强有力的技术支撑。然而,目前对该方向的研究进展仍缺乏系统综述与深入讨论。本文在介绍液体定向运输所涉及相关模型/理论的基础上,从当前广泛应用的3D 打印技术(材料喷射打印、挤出式打印、粉末熔融打印及光聚合打印)出发,聚焦其在液体定向运输功能结构/表面制造中的应用,并依据制造原理对相关研究进行分类与探讨。最后,对不同3D 打印技术在现阶段应用中存在的问题(如打印精度及分辨率、打印材料、打印效率)进行总结,并对其未来在该领域的制造中所面临的挑战与发展方向进行展望。本文充分体现了3D 打印技术“材料-结构-功能”一体化的制造理念,对推动液体定向运输结构/表面的智能化及高性能制造具有重要的指导意义。

无轴承永磁薄片电动机关键技术研究及发展综述

摘要:无轴承永磁薄片电动机除了具有传统无轴承永磁电动机无摩擦磨损、高速、高精度和寿命长等优点外,还具有体积小,密封性好和功率因数高等优点,在半导体制造、医疗和化学工业等对洁净度要求极高的领域具有重要应用价值。阐述了无轴承永磁薄片电动机的基本运行原理,归纳总结了无轴承永磁薄片电动机的结构参数优化设计、控制策略和无传感器自检测技术3项关键技术的研究进展,展望了无轴承永磁薄片电动机结构参数设计、全速域解耦和无传感器技术等未来的发展趋势。

搅拌摩擦增材制造技术及应用

摘要:增材制造技术作为第四次工业革命的重要组成部分,近年来受到广泛关注。搅拌摩擦增材制造(Friction stir additive manufacturing, FSAM)是一种衍生于搅拌摩擦焊的新型固相增材制造技术,具有无凝固缺陷、晶粒细小、残余应力小等优点,为铝合金、镁合金等轻质合金构件的高性能快速制备提供新途径。该文以实现FSAM 的工业化应用为出发点, 着重介绍了FSAM 技术的原理和特点,综述了铝合金增材构件的微观结构和力学行为的研究进展,并归纳了其拓展应用的发展现状。最后,展望了FSAM 技术的未来研究方向,为该技术的发展应用提供有益参考。

金刚石切削单晶镍纳米表面生成机理研究

摘要:为研究单晶镍超精密切削加工表面生成机理,建立了金刚石切削单晶镍分子动力学仿真模型,通过结果分析得到不同参数对单晶镍纳米加工的影响;对单晶镍工件进行金刚石切削实验,采用白光干涉仪和扫描电子显微镜对切削表面和切屑形态进行表征,从理论和实验两方面对单晶镍切削加工工艺参数进行优化.研究结果表明:切削深度在一定范围内与单晶镍表面质量成正相关;刀具负前角有利于提高表面质量,但会带来毛刺;单晶镍在金刚石切削过程中未发生非晶化,位错类型以Shockley位错为主导,共存少量的Hirth、StairGrod和Frank位错,(110)晶面的[1-10]晶向亚表面损伤最小,为最佳加工晶向.研究结果可为优化单晶镍的超精密加工工艺及提高加工精度提供一定参考.

AI大模型驱动的具身智能人形机器人技术与展望

摘要:人形机器人是机器人技术的集大成者, 在服务国家重大战略需求中扮演着重要的角色, 可以协助或取代人在危险、肮脏和重复的环境中, 执行各种类型的任务. 本文以人工智能(artificial intelligence,AI) 大模型驱动的具身智能人形机器人技术与展望为切入口, 系统介绍人形机器人的发展背景与意义,重点阐述大模型技术, 如大型自然语言模型、视觉Transformer、视觉语言模型、视觉生成模型、具身多模态大模型等, 并从分布式模块化大模型技术、端到端一体化大模型技术、云边端协同化大模型技术等3 个方面, 详细介绍AI 大模型驱动的具身智能人形机器人关键技术. 具身智能人形机器人的应用场景十分广泛, 而大模型技术的发展为机器人感知识别、认知决策、规划调度、行为控制注入语言理解、视觉泛化、常识推理等关键能力, 进一步推动人形机器人在智能制造、国防安全等领域的应用.最后本文探讨了大模型驱动的具身智能人形机器人的技术挑战与展望.

线驱柔性机械臂在电力行业应用现状与关键技术综述

摘要:线驱柔性机械臂作为电力机器人的一种作业工具,在电力行业关键设备运维检修领域发挥了重要作用。总结了线驱柔性机械臂在变电和以核电为主的发电领域中的应用现状,综述了电力场景下所应用的线驱柔性机械臂的关键技术,分析了线驱柔性机械臂的结构设计、建模控制、传感检测、运动规划和人机交互的研究现状与存在的问题。最后,分别从线驱柔性机械臂在电力行业和其他工业领域关键设备运维检修的发展趋势进行总结与展望。

面向“十五五”的超精密装备:挑战与机遇

摘要:精密装备通常指加工工艺中精度达到微米级的装备,超精密装备通常需要达到微米级甚至纳米级以上。超精密装备是今天先进制造的基础,同时也是若干高技术产业的关键组成部分,如集成电路、显示、航空航天、仪器仪表、高端机床等。这些产业中超精密装备的水平对该产业的发展水平有决定性影响。超精密装备还是现代科学、技术和工程实践成果的结晶,其发展是一个不断迭代进步的历史过程,需求牵引、科技进步和工程师的关键技能(know-how)积累缺一不可。时至今日,超精密装备产业基本被发达国家的少数企业垄断。超精密装备产业比较薄弱,也是中国作为全球第一制造业大国但还不是制造强国的重要原因之一。文章分析了当前我国超精密装备产业发展的现状和存在的主要问题,以及这些问题产生的原因。面对剧烈变化的内外环境,提出了抓住机遇、迎接挑战的具体工作建议。

构建具身智能新范式:人形机器人技术现状及发展趋势综述

摘要:当前人形机器人技术正在加速演进,已成为全球科技创新与产业升级的新高地。在“人本智造”理念下,人形机器人作为具身智能的重要代表,具有广阔的发展前景。针对人形机器人技术多学科交叉、体系复杂与高度集成的特点,结合该领域的最新研究成果与发展动态,综述人形机器人的技术现状及发展趋势。首先,介绍人形机器人的定义与发展历程,从技术水平、产业格局、政策支持等方面描述国内外现状,对比总结典型技术发展特征与产品特色。重点剖析了核心零部件、环境感知与场景理解、步态控制与灵巧操作、具身智能与大模型、人机共融与交互、操作系统与工具链等关键核心技术,讨论其实现途径与当前研究进展。进而,介绍人形机器人在特殊服役环境、智能制造、家庭及社会服务等领域的典型应用,并探讨其在新兴应用领域的拓展潜力。进一步,围绕技术瓶颈和应用难题,分析当前人形机器人发展面临的主要挑战。最后,针对以人形机器人为代表的具身智能在多模态垂直大模型、高算力仿真训练平台以及安全与伦理等方面的发展趋势进行了展望。希望在总结把握人形机器人前沿技术发展动态的同时,为相关研究人士提供参考与启发,助力推动我国人形机器人技术进步与产业化发展。