《2018-2019機(jī)械工程學(xué)科發(fā)展報告(機(jī)械制造)》
——機(jī)械制造學(xué)科標(biāo)志性研究進(jìn)展(一)

在精密與超精密加工領(lǐng)域，清華大學(xué)路新春等建立了大尺寸表面納米級平坦化的加工原理與方法，發(fā)明了系列大尺寸超薄硅片納米級無損傷拋光關(guān)鍵技術(shù)，研制開發(fā)出12英寸“干進(jìn)干出”化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)裝備與成套工藝，實(shí)現(xiàn)了IC制造大尺寸晶圓表面的納米級平坦化及納米級缺陷控制。整體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平，已在中芯國際等企業(yè)實(shí)現(xiàn)批量應(yīng)用，打破了國外高端微電子超精密拋光裝備長期壟斷的局面。

在高效高質(zhì)加工領(lǐng)域，大連理工大學(xué)賈振元等建立了碳纖維復(fù)合材料(復(fù)材)新切削理論體系，發(fā)明的鉆、銑削等九個系列新型復(fù)材切削刀具、加工技術(shù)及工藝，相比于國外及傳統(tǒng)刀具，加工損傷由毫米量級降至0.1 mm以內(nèi)，刀具壽命提升2-7倍，加工效率提升3-4倍，加工精度提升50%。成果已應(yīng)用于航天一院、三院、中航工業(yè)和中國商飛等企業(yè)復(fù)材構(gòu)件的加工制造中。

在非傳統(tǒng)加工領(lǐng)域，華中科技大學(xué)邵新宇等提出了大型薄壁曲面激光焊接控形控性技術(shù)，發(fā)明了大型三維薄壁曲面焊縫形貌在線“測量—跟蹤—補(bǔ)償”技術(shù)與裝置，實(shí)現(xiàn)了汽車車身小變形、低應(yīng)力、高質(zhì)量激光焊接。成果已在上海通用、江鈴福特、江淮等企業(yè)得到應(yīng)用。

在微納制造領(lǐng)域，西安交通大學(xué)盧秉恒等提出了電場斥力輔助的脫模新方法，建立了大面積嵌入式功能結(jié)構(gòu)的電場輔助掃描填充技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了金屬、低維納米墨水等功能材料對特定微納米孔隙的電場輔助填充；提出了異型微納結(jié)構(gòu)電致流變成形方法和宏觀表面的6英寸晶圓級自動化納米壓印微區(qū)控制壓印新方法，實(shí)現(xiàn)了表面翹曲起伏的晶圓級基材與柔性模板的均勻接觸，推動納米壓印技術(shù)由二維向三維方向發(fā)展。

在綠色制造領(lǐng)域，中南大學(xué)郭學(xué)益等創(chuàng)新開發(fā)了廢舊線路板低溫連續(xù)熱解新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了廢舊電路板中有機(jī)組元深度碳化與金、銀、銅、鈀等有價金屬的有效富集，以及物料中有機(jī)溴、氯的無害轉(zhuǎn)變與尾氣超低標(biāo)準(zhǔn)排放，有效消除了廢舊電路板中持久性有機(jī)污染物；已在江西等9個省(自治區(qū))推廣應(yīng)用，推動我國再制造產(chǎn)業(yè)進(jìn)入世界先進(jìn)水平行列。

在仿生制造領(lǐng)域，源于昆蟲蛻變翅膀折疊的靈感，仿生成為從小實(shí)體到大展開面的神奇變換機(jī)構(gòu)。天津大學(xué)陳焱等創(chuàng)造性地將空間結(jié)構(gòu)代替球面機(jī)構(gòu)，建立了基于過約束空間機(jī)構(gòu)網(wǎng)格的厚板折紙運(yùn)動學(xué)模型，解決了厚板折紙的仿生制造難題。研究成果已用于大型空間可展結(jié)構(gòu)、新型超材料與輕型復(fù)合材料、可變形機(jī)器人等工程。