金属3D打印技术正在成为模具制造智能化的关键技术
摘要：金属3D打印是最具代表性的增材制造技术，其工程应用有助于提高复杂精密模具的数字化、智能化设计制造水平。由于与模具制造业有着共同的产业特征，所以金属3D打印技术正在成为模具高效、高精度制造的新关键技术。我国的模具行业正在以推动3D打印制模技术创新发展为契机，提升模具产业基础高级化和产业链现代化，推动模具产业由大转强。
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。
激光冲击微成形研究现状及展望
摘要: 激光冲击微成形是一种基于高能脉冲激光诱导等离子体冲击波实现微纳米级塑性变形的先进制造技术。系统综述了激光冲击微成形的原理及装备、尺寸效应、技术应用、最新应用拓展和局限性, 并进行了总结与展望。激光冲击微成形的核心装备主要包括高能脉冲激光系统、精密运动控制系统和约束烧蚀系统等, 实现高能脉冲对微纳米结构的精准成形。该技术已广泛的在微压印和微拉深等领域展开深入研究, 并较为成功地用于微纳结构的制备和生产中。同时, 基于该技术开发了以激光冲击微液压成形、激光冲击微气泡成形和激光冲击微铆接成形等新兴的激光冲击微成形技术, 促进了激光冲击技术的多元化发展。最后基于该技术现有的发展及相关局限性, 对其进行了系统性的总结与展望。
面向人本智造的人机协作：发展演变、融合应用与未来展望
摘要：欧盟工业5.0 赋予了智能制造新的时代内涵——以人为本，促进了人本智造(以人为本的智能制造)的快速发展。作为人本智造的核心范式之一，人机协作已成为近年来工业制造领域的研究热点。因此，对人机协作的过去和未来进行全面分析：梳理人机关系发展与演变，探讨人机协作模式的迭代与融合，归纳人机协作在多个领域的典型应用，展望人机协作未来发展愿景与技术突破方向。从工业化发展历程与人机共情程度的耦合关联中，阐述人机关系的发展与演变过程。基于人机关系及其协作特点，对制造系统人机协作模式的迭代与融合进行分析与总结。归纳人机交互、人机协同和人机共生三种人机协作典型模式在产品装配、机器人控制、自主驾驶等领域的应用，讨论不同人机协作模式在实际应用中存在的不足与挑战。展望人机协作未来愿景与发展方向，探讨未来人机协作时代需要突破的新技术、新理论，以期促进制造系统人机协作迈向人本智造新的层级。
硬质合金刀具增材制造技术发展趋势和展望
摘要:综述了增材制造硬质合金刀具的两类技术路线:基于热成形的粉末床熔融技术路线和基于生坯冷打印、脱脂和烧结工艺的冷沉积烧结技术路线。粉末床熔融技术能够制备出接近理论密度的硬质合金刀具,但存在孔隙、裂纹、脱碳以及钴蒸发等问题,通过调整激光能量密度、扫描速度和粉末特性等参数能够显著改善打印件的质量;冷沉积烧结技术能够制备出表面质量优良且力学性能优异的硬质合金刀具,但存在黏结剂残留、制件收缩等问题,通过优化黏结剂种类、脱脂工艺和烧结温度等关键参数可以提高制件的密度和力学性能。同时采用真空烧结、热压、热等静压等热处理工艺能够进一步消除材料内部缺陷,提高刀具整体性能。
深孔加工技术研究综述
摘要：深孔加工技术在能源开采等装备的核心部件制造过程中发挥着重要作用，其技术水平直接影响着装备的整体发展水平。首先，针对现有的深孔切削和特种加工方法，阐述了各种加工方法的原理，并分类综述了在提高加工性能方面所做的相关研究。其次，以解决深孔加工轴线偏斜、振动等问题为目的，报道了深孔直线度检测、纠偏技术和减振技术的研究现状。最后，对未来深孔加工发展趋势进行了展望，为深孔加工研究方向进一步选择提供了一定参考。
植物油基切削液的改性方法与切削性能研究进展
摘要：植物油基切削液作为一种环境友好型润滑剂，凭借其较强的生物降解性和低毒性，在金属加工领域展现出显著的应用潜力。与传统矿物油基切削液相比，植物油基切削液在绿色制造和可持续加工中的应用具有重要意义。然而，单一植物油基切削液对加工性能的改善程度有限，尤其是在复杂的加工条件下，其性能可能不满足实际需求，且其作用机理研究相对欠缺，难以为清洁切削提供更为精准的理论支持。为了解决上述问题，首先梳理了植物油基切削液（包括分类、分子结构及其物理化学性质）的基础特性，揭示了这些因素如何影响其润滑性、抗氧化性及冷却能力。然后，对多油混合、化学改性、功能添加剂及纳米增强等改性方法进行系统综述。重点针对金属切削中植物油基切削液对切削力、切削温度、表面质量及刀具磨损等方面的影响进行阐述，揭示了热力载荷优化、刀具磨损降低的内在机理。最后，展望了植物油基切削液未来的研究方向，并为其在绿色制造、可持续加工中的广泛应用提供理论支持和技术指导。
焊接结构件焊缝成形质量在线检测技术
摘要：目前，焊接结构件焊缝成形质量的无损检测仍普遍采用低效率、低精度的目视方法. 为改善这一现状，一种基于结构光视觉的焊缝成形质量在线检测技术被提出，建立的3D 坐标识别模型，赋予了该技术对空间3D 信息的感知能力，融合YOLOv5 与空间距离判断法的图像处理算法，从结构光图像中自主判定焊缝的类型，并自动测量焊缝的几何尺寸，如焊缝宽度、余高与焊脚尺寸等，该算法不再局限于焊缝轮廓的监测，还可准确地识别、分类与定位各种焊缝几何缺陷，如焊缝超高、错边、未焊满下垂、咬边、焊瘤、凸度过大与焊脚不对称等，并根据ISO 5817:1992 标准在线自主评定缺陷的质量等级. 结果表明，该技术对焊缝几何尺寸的测量精度可达10−2 mm 量级，对焊缝几何缺陷的质量等级评定准确率达100%，完全满足自动化焊接生产线在线评定焊缝成形质量的技术要求.创新点： (1) 设计了对接焊缝和角接焊缝同等适用的成形质量在线检测技术.。（2）实现了焊缝几何尺寸的精确测量.(3) 实现了焊缝几何缺陷的准确识别、分类、定位与质量等级评定.
面向人本智造的人体运动数字孪生研究与应用进展
摘要：在工业4.0迈向工业5.0的过程中，以人为本的智能制造(人本智造)是智能制造的创新发展范式，旨在以人的福祉为核心价值，重塑人在生产制造过程中的主体地位，推进未来工业迈向以人为本、可持续性、韧性。对人体运动行为进行分析，是理解人的运动意图，推动人本智造创新发展的关键。以面向人本智造的人体运动数字孪生研究为切入点，梳理人体运动建模、人体运动感知、人体运动分析等使能技术及其研究进展。重点围绕单元级、产线级、车间级三个维度，讨论人体运动数字孪生在人本智造领域的典型应用。最后，对面向人本智造的人体运动数字孪生进行展望。
异质材料钎焊技术与应用研究进展
摘要：轻量化、高性能与多功能化是当前制造业的新兴趋势，在该趋势的推动下，材料连接技术逐渐向多材料、混合结构的方向发展，从而显著提升了对异质材料连接的需求. 异质材料连接技术能够充分发挥不同材料的性能优势，满足现代工业对结构轻量化、功能集成化和性能最优化的要求. 然而，异质材料在连接过程中，由于物理、化学和热力学性质的显著差异，容易出现物相不相容、受热不均匀、界面化合物不稳定、残余应力较大等难题. 针对上述问题，文中总结了近年来异质材料钎焊领域的相关研究和应用现状. 首先，从被连接母材的角度出发，介绍了陶瓷与陶瓷基复合材料、高温合金和金刚石3 种典型异质材料钎焊问题的研究热点；其次，从连接方法的角度，介绍了熔钎焊等新兴钎焊工艺和技术的发展现状；最后，总结了异质材料钎焊技术的应用以及所面临的关键问题，并对其未来的发展趋势和技术难点进行了展望.创新点： (1) 从被连接母材和连接技术两个角度出发，梳理了国内外关于异质材料钎焊连接问题的研究现状.(2) 提出了异质材料钎焊技术所面临的问题，并展望了其未来发展方向.
