华中科技大学材料加工工程简介

华中科技大学材料加工工程简介2005-12-31 12:58:14 华中科技大学考研共济网·[考研一站式]华中科技大学硕士招生相关文章索引·[考研一站式]华中科技大学硕士专业课试题、[订购]考研参考书、专业目录学科概况kaoyantj112室华中科技大学国家重点学科材料加工工程简介济该学科由铸、压、焊及热处理组成。

1988年评为国家重点学科，1990年建立了塑性成形模拟与模具技术国家重点实验室，1996年列入国家“211工程”重点学科，1998年被批准建立科技部快速原型制造技术生产力促进中心，同年，获国家一级学科博士点授予权和博士后流动站。

该学科自1988年以来共完成国家及省部级科研项目168项，获国际奖3项，获国家及省部级奖72项，发明专利16项，实用新型专利27 项，发表论文1400余篇，被三大索引检索收录170篇。

目前共承担国家及省部级科研项目126项，在研项目经费共2098万元。

学科研究设施先进，拥有一支由院士和知名教授率领的整体水平高、结构合理的师资队伍、国内外博士占37％。

021-主要研究方向及学术带头人48号①现代模具技术，以CAD／CAE／CAM技术为基础，包括塑性成形模拟及模具技术、塑料成型模拟及模具技术、铸造凝固过程模拟、新型模具材料及表面处理等面向新产品开发的模具快速设计与制造。

学术带头人：李志刚、李德群、崔崑。

彰武②快速成形与制模，包括快速原型制造系列技术、快速金属硬模制造，对薄材叠层、粉末激光烧结、光固化等成形的材料、工艺、数据处理、控制等关键技术进行系统、深入的研究。

学术带头人：黄树槐、张海鸥、叶升平。

021-③精密成形，包括液态金属精确成形、固态金属塑性精密成形领域的研究。

学术带头人：夏巨谌、黄乃瑜、罗吉荣。

辅导④材料加工设备及其自动化，包括塑性成型设备的数控技术研究与开发、新型塑性成型设备的开发、焊接过程自动化及其在线检测设备开发、绿色铸造成套工艺设备开发等。

学术带头人：李志远、莫健华、樊自田。

辅导⑥激光材料加工及其质量控制，包括激光焊接与切割理论及技术、激光加工过程实时监测技术、激光材料表面改性、激光纳米粉体制备及应用等方面的研究。

学术带头人：谢长生、胡伦骥、刘建华。

正门对面学科基地建设共济网拟建设的模具(零件)数字化成形实验研究基地济随着计算机信息技术的高速发展，计算机信息技术及应用已渗入了材料学科的各个领域，材料的数字化成形是材料成形技术的必然趋势，材料数字化成形的优势和具体表现为材料成形的精密化、轻量化、智能化、科学化。

院模具技术是材料成形技术的基础。

以模具的快速设计、仿真模拟、快速精密制造以及新产品的快速开发等为研究内容的“现代模具数字化制造技术”，是当今模具技术研究的热点。

而在材料的成形方面，以交通运载工具（汽车、航空航天器、武器装备等）零部件的轻量化、精确化、高强化加工成形及过程模拟为研究目标的“高性能轻合金、塑料、陶瓷等材料的数字化精确成形技术”是材料加工成形领域的研究热点。

336 26038目前，模具国家重点实验室已具有精密三坐标测量仪、多功能材料实验机、数控铣（镗、线切割、电火花加工、等离子复合）机床、双动金属挤压液压机、机器人、Ideas软件、SGI微机工作站、快型成型系统（LOM、SLS）、热等静压系统、材料的热分析系统等仪器设备。

要实现跨越式的发展，具有国际领先水平还必须增强以下新的实验手段和设备。

即：压力、流速、温度、位移、变形等检测与数据处理系统；数控压力成形设备、加工中心等；大型的分析计算程序，虚拟现实设备及软件；高纯度液态金属的精炼、电磁输送与充型装备；多材料（塑料、型砂、金属、陶瓷、石蜡等粉末）用途的SLS设备系统等。

同济在我校国家模具重点实验室的基础上，建设“模具(零件)数字化成形实验研究基地”具有很好条件，它是保障我校在这一领域处于国内领先地位的重要措施。

kaoyangj主要研究方向济“材料加工”主要研究方向kaoyantj1.现代模具技术336 26038材料成形过程模拟处于国内领先水平；研究开发的汽车覆盖件模具、塑料模具、铸造模具和多工位级进模CAD／CAE／CAM系统产生了广泛社会影响。

112室2.快速成形与制模33623 037开发的薄材叠层快速成形系统达到国际先进水平，金属硬模等离子熔射制造、金属模具快速精密铸造技术系国内外先进水平。

3.精密成形在金属零部件的铸、锻精密成形理论及工艺装备技术的研究方面形成突出的综合优势。

4.材料加工设备及其自动化将先进数控技术应用于材料加工设备，开发出具有节能、环保和智能化特点的新型锻压、铸造及焊接设备，社会经济效益大，系国内领先水平。

5.激光材料加工及其质量控制在国内率先开展激光加工技术研究，在激光焊接、激光表面改性、激光加工过程实时监测、激光制备纳米金属粉体等方面具有明显的优势。

部分成果介绍一、塑料成形过程仿真系统的开发和应用塑料注射成形过程仿真既具有理论意义又有很好的实用价值，仿真的结果能直接指导注射成形工艺参数的选定、优化模具浇注系统、大大缩短试模和修模的时间、显著地提高塑料制品的质量、降低成本、减少模具的进口、推动模具行业的科技进步。

“九五”期间,在国家自然科学基金和其它课题基金的资助下，该项目不断地改进、应用和推广，经历了从二维分析到三维分析，从局部试点到大面积推广应用的历程。

以李德群教授为代表的科研组经过十余年的努力，开发出独具特色、具有当前国际先进水平的三维注塑成形仿真系统，该系统的开发与应用，为注塑制品与模具的虚拟制造奠定了坚实的理论和技术基础，构成了注塑制品成形质量全面控制的核心技术。

塑性成形过程仿真系统的开发和应用，2002年获国家科技进步二等奖。

目前，该系统已形成商品化软件产品，并在50多家用户中推广应用，产生了可观的经济效益。

还在上海交通大学、郑州大学、华东理工大学、厦门大学、汕头大学等十多所院校成功应用，培养了大批掌握了模具CAD／CAE的专门人才。

围绕着该项目的研究开发，在国内外共发表学术论文150余篇，其中英文论文10余篇，15篇为三大索引所收录，出版教材和专著8本。

二、薄材叠层、选择性激光烧结快速成形技术及系统本项目属先进制造技术领域。

我国加入WTO后，能否对市场需求快速响应，关系到民族制造业的生存。

快速成形技术是解决这一问题的有力手段。

华中科技大学快速制造中心得到了湖北省科委、863/CIMS重大目标产品等项目资助，选择了薄材叠层（LOM）和选择性激光烧结（SLS）两种方法作为研究方向，从主机、成形材料、软件、控制系统、国产激光器等方面进行了研究，取得以下创新成果：（1）实施了无拉力叠层材料送进装置等9 项发明和实用新型专利，使LOM和SLS成形系统主机工作可靠，LOM制件精度从国外的±0.25mm提高到±0.10mm，SLS制件精度达到国际先进水平，主机成本大幅度下降；（2）开发出综合指标超过国内外产品的LOM材料, 制作出壁厚1mm、局部壁厚0.3mm的复杂薄壁件，扩大了LOM技术的应用范围；开发成功3种低成本SLS材料；（3）解决了国产CO2激光器功率不稳定问题，替代进口，激光器由16万元降低到0.5万元；（4）开发成功国外系统尚未具备的软件；（5）开发成功基于网络通讯和基于软件芯片的两种多任务、大数据量、多轴、高速实时控制系统；（6）开发成功HRP和HRPS 系列快速成形系统，可靠性和技术指标达到和超过国外同类产品水平，价格仅为国外同类产品的1/4~1/3。

HRP型快速成形系统在两次国际招标中中标，标志该设备已具备国际竞争能力。

到目前为止，累计生产HRP和HRPS系统24台，产值1760万元，销售收入1160万元，利税434万元，替代进口节约外汇折合人民币3480万元。

部分使用单位新增产值 1.06亿元，新增利税2264万元。

薄材叠层、选择性激光烧结快速成形技术及系统，2001年获国家科技进步二等奖。

三、快速制造中心华中科技大学快速制造中心自1991年开展快速成形技术研究以来，就将目标定位于在保证高可靠和高性能前提下，研究和开发能大幅度降低成本的快速成形技术。

近年来，为实现上述目标，投入了大量人力物力，在快速成形机主机、计算机控制系统及数据处理和控制软件、成形材料、快速制模和快速制造等多个方面，取得了突破性创新成果，开发出高可靠、高性能和低成本的HRP系列薄材叠层快速成形系统（LOM）、HRPS系列选择性激光烧结快速成形系统（SLS）、HRPL系列光固化快速成形系统(SLA)、金属板料数控无模成形系统、真空注型系统，并配套开发出相应的成形材料和多种快速制模工艺。

多年来获得和申报发明专利和实用新型专利共计14项。

1995年研制成功的第一台HRP-I型快速成形机，在“95北京国际机床展览会”展出，被我国机床界元老评为展览会18项高新产品之一，也是我国第一台参展的快速成形机。

1996年底，开发出HRP-III 型商品化样机，获我国专利（专利号ZL96239772.5）。

1997年5月、11月和1998年5月、8月，该机分别在香港、武汉、上海和北京展出，受到中央领导和科技部领导重视。

1998年8月火炬计划十周年展总结会上，李岚清副总理讲话中提到了三种较突出的产品，其中就包括了华中科技大学的快速成形机。

1998年底，研制成功基于SLS方法的HRPS-I型快速成形机样机，该机以树脂砂、金属粉末、陶瓷粉末为原料，可直接制成铸型、型芯及零件。

德国EOS公司生产的专用于制作砂型和型芯的EOSINTS-700型快速成形机，售价高达71.1万美元。

虽然HRPS-I型成形机的规格EOSINTS-700小，但售价仅25万元人民币，具有良好的市场前景。

HRP-III型快速成形机已经进入市场，销售给我国著名的摩托车企业——海南新大洲摩托车股份有限公司。

该公司验收测定后，确认制件精度在±0.1mm以内，超过美国Helisys公司产品指标（±0.25mm）。

1999年6月，我国另一家著名摩托车企业重庆建设集团为筹建快速成形中心，进行国际招标，世界著名的美国Helisys公司和新加坡Kinergy公司参加了投标。

华中科技大学开发的HRP-III型快速成形机，以优良的技术性能、高可靠性和很高的性价比一举中标，这标志着我国的快速成形技术已初具国际竞争能力。

2000年开发出金属板料数控无模成形系统，并获得中国使用新型专利，申报了发明专利，设备在北京第七届国际机床展览会上展出。

2001年开发出真空注型机。

2002年开发出光固化快速成形（SLA）样机和熔丝沉积快速成形（FDM）样机，在快速制模和快速制造方面完成了5种工艺路线的生产实验，在生产中得到应用，其中包括武钢炼焦炉条、武昌车辆厂电气化铁路金具、武汉长江动力集团汽轮机叶片小批量生产用金属树脂模等。