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一、基本概況
材料成形與模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室依托華中科技大學(xué)，實(shí)驗(yàn)室是國(guó)家在材料成形、新材料開(kāi)發(fā)和模具行業(yè)領(lǐng)域建設(shè)的國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。其基本任務(wù)是研究材料成形技術(shù)、模具技術(shù)以及新材料的開(kāi)發(fā)，培養(yǎng)高層次模具技術(shù)人才，開(kāi)展國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)交流，推動(dòng)我國(guó)模具行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的建設(shè)與發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
二、科研隊(duì)伍
實(shí)驗(yàn)室是依托華中科技大學(xué)材料科學(xué)與工程國(guó)家一級(jí)重點(diǎn)學(xué)科進(jìn)行建設(shè)的，人才隊(duì)伍主要由該學(xué)科領(lǐng)域的一批高素質(zhì)的科研人員組成。現(xiàn)有固定研究人員60名，其中，中國(guó)工程院院士1名、國(guó)家杰出青年科學(xué)基金獲得者3名、長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授1名、千人計(jì)劃學(xué)者4名、國(guó)家人事部百千萬(wàn)人才2人、教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才8名、973計(jì)劃項(xiàng)目咨詢專家1名、863計(jì)劃主題專家1名、國(guó)家自然科學(xué)基金委專家評(píng)審組成員3名、國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)學(xué)科評(píng)議組成員1名。固定人員中教授38人、副教授12人、中級(jí)和科研輔助人員9人、專職管理人員1人，90%以上具有博士學(xué)位，平均年齡45歲。實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)2個(gè)，湖北省自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體5個(gè)。已形成一支能夠承擔(dān)國(guó)家重大科研項(xiàng)目、積極參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)、學(xué)術(shù)氣氛活躍、作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)、富有朝氣的研究隊(duì)伍。現(xiàn)任實(shí)驗(yàn)室主任為李建軍教授，學(xué)術(shù)委員會(huì)主任為盧秉恒院士。
三、研究目標(biāo)
實(shí)驗(yàn)室的研究目標(biāo)為：材料及其成形是支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展與國(guó)防建設(shè)的基礎(chǔ)技術(shù)，在航空航天、汽車(chē)、船舶、能源、機(jī)械等領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮著不可替代的作用，其發(fā)展水平是衡量國(guó)家裝備制造業(yè)自主創(chuàng)新能力的主要標(biāo)志之一。 在國(guó)家安全形勢(shì)、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)壓力、能源危機(jī)和環(huán)境污染日趨嚴(yán)峻的環(huán)境下，發(fā)展高端制造裝備、新能源裝備、高性能運(yùn)載裝備及新型武器裝備，已成為國(guó)家重要戰(zhàn)略需求。這些裝備高性能化要求的不斷提高，其關(guān)鍵零部件也日趨復(fù)雜化、大型化、整體化和薄壁化，并要求成形工藝日趨復(fù)合化與精密化，對(duì)材料及其成形制造技術(shù)提出了越來(lái)越高的要求。面對(duì)這些挑戰(zhàn)，需要我們不斷深入探索材料成形過(guò)程的機(jī)理與規(guī)律，解決材料成形過(guò)程中的材料形變規(guī)律、材料組織結(jié)構(gòu)與性能、控形控性成形方法這三個(gè)基本科學(xué)問(wèn)題。
四、研究方向
實(shí)驗(yàn)室以材料形變規(guī)律-控形控性方法-材料組織結(jié)構(gòu)與性能為研究主線，形成了以下五個(gè)主要研究方向：材料成形過(guò)程模擬理論與方法、數(shù)字化模具設(shè)計(jì)制造技術(shù)、快速成形與快速制模、精密成形工藝與裝備、先進(jìn)材料制備與應(yīng)用。各研究方向的主要研究?jī)?nèi)容為：
1）方向一：材料成形過(guò)程模擬理論與方法
研究材料在固態(tài)、液態(tài)條件下的形變（流變）規(guī)律和多場(chǎng)、多尺度下各因素間的耦合作用機(jī)制，構(gòu)建成形過(guò)程的計(jì)算模型，建立快速精確的數(shù)值計(jì)算方法，為全面真實(shí)地掌握材料的形變規(guī)律及機(jī)理、組織結(jié)構(gòu)演變和性能預(yù)測(cè)提供技術(shù)支撐。
2）方向二：數(shù)字化模具設(shè)計(jì)制造技術(shù)
研究面向模具開(kāi)發(fā)全過(guò)程的智能化設(shè)計(jì)、自動(dòng)化制造、精益化生產(chǎn)過(guò)程優(yōu)化控制的理論與方法，建立模具設(shè)計(jì)制造的數(shù)字化平臺(tái)，克服模具開(kāi)發(fā)過(guò)程中過(guò)于依賴經(jīng)驗(yàn)造成的低效率、低可靠性的瓶頸問(wèn)題，使模具設(shè)計(jì)制造由經(jīng)驗(yàn)走向科學(xué)。
3）方向三：快速成形與快速制模技術(shù)
研究激光與材料的相互作用機(jī)理，建立快速成形過(guò)程中零部件性能與精度的控制方法，形成材料-工藝-裝備一體化的成套技術(shù)體系，解決大型復(fù)雜高性能零部件的快速整體成形制造難題。
4）方向四：精密成形工藝與裝備
研究材料在力場(chǎng)/溫度場(chǎng)作用下的組織結(jié)構(gòu)演變及形變規(guī)律，建立成形過(guò)程的控形控性方法，形成精密成形工藝-裝備成套技術(shù)體系，解決高性能零部件的高效、高精成形制造難題。
5）方向五：先進(jìn)材料制備與應(yīng)用
重點(diǎn)圍繞高性能工模具材料、合金材料、復(fù)合塑料、新能源材料、納米材料的制備與應(yīng)用，研究材料成分、制備工藝、組織結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，以及外場(chǎng)作用下的材料組織結(jié)構(gòu)演變機(jī)制，建立高性能材料的設(shè)計(jì)與制備方法，滿足關(guān)鍵零部件或器件對(duì)高性能材料及其成形技術(shù)的需求。
五、項(xiàng)目成果
近年來(lái)，材料成形與模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室先后承擔(dān)了100多項(xiàng)研究課題，其中國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目2項(xiàng)，973項(xiàng)目2項(xiàng)，863項(xiàng)目5項(xiàng)，自然科學(xué)基金項(xiàng)目32項(xiàng)，省部級(jí)項(xiàng)目80多項(xiàng)，國(guó)際合作項(xiàng)目5項(xiàng)。在這些項(xiàng)目的大力支持下，實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用基礎(chǔ)研究和技術(shù)創(chuàng)新能力得到不斷的提高，取得了一批高水平的研究成果，先后獲得國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)2項(xiàng)，省部級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)10余項(xiàng)，發(fā)明專利30余項(xiàng)，發(fā)表論文1000余篇。在近20年的研究開(kāi)發(fā)工作中，培養(yǎng)了一批技術(shù)骨干，積累了豐富的軟件開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)和大量的硬軟件支撐條件。
華中科技大學(xué)模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的主要成果包括：
1、快速成形系統(tǒng)及設(shè)備：包括LOM、SLS以及FDM三種成熟技術(shù)和批量化生產(chǎn)設(shè)備，金屬板料無(wú)模成形技術(shù)及設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)快速制造以及反求制造。以上設(shè)備及技術(shù)獲得國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)及專利多項(xiàng)，并實(shí)現(xiàn)了完全市場(chǎng)化、產(chǎn)業(yè)化運(yùn)作，目前已經(jīng)在國(guó)內(nèi)100余家企業(yè)以及高校得到實(shí)際應(yīng)用，主要包括重慶建設(shè)集團(tuán)、西北工業(yè)大學(xué)等。
2、模具企業(yè)管理信息化系統(tǒng)－eMan是專門(mén)針對(duì)模具企業(yè)管理特點(diǎn)所開(kāi)發(fā)的專用系統(tǒng)，具備工時(shí)統(tǒng)計(jì)、模具進(jìn)度實(shí)時(shí)監(jiān)控及優(yōu)化排程等突出功能，從而可以顯著縮短模具制造周期，并為模具成本控制提供詳實(shí)的數(shù)據(jù)。目前已經(jīng)在國(guó)內(nèi)幾十家外資、國(guó)有、民營(yíng)企業(yè)得到了成功實(shí)施應(yīng)用，典型用戶包括一汽模具、比亞迪集團(tuán)、無(wú)錫國(guó)盛、貝爾羅斯、寧波雙林、福建潯興、廣東科爾、滁州經(jīng)緯等。
3、專用CAD系統(tǒng)定制開(kāi)發(fā)，是專門(mén)面向不同企業(yè)的設(shè)計(jì)需求而定制開(kāi)發(fā)，因此能夠極大地提高企業(yè)的設(shè)計(jì)效率。實(shí)驗(yàn)室已與美國(guó)UGS公司，以及海爾、科龍、康佳、國(guó)盛等大型模具企業(yè)進(jìn)行了卓有成效的合作開(kāi)發(fā)。
4、新型模具材料如GM鋼、5NiSCa鋼等在國(guó)內(nèi)企業(yè)廣泛應(yīng)用。另外，模具表面處理技術(shù)主要是激光表面強(qiáng)化技術(shù)和激光表面修復(fù)技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。
5、塑料模CAD/CAE/CAM軟件－HSCAE可以模擬塑料成形過(guò)程中的壓力場(chǎng)、溫度場(chǎng)及塑料三維流動(dòng)填充，從而可以分析融合紋位置，并預(yù)測(cè)可能產(chǎn)生的翹曲、變形等表面缺陷。目前裝機(jī)數(shù)達(dá)400余套，典型用戶包括海爾、康佳等知名企業(yè)。
6、板料沖壓成形快速分析軟件－FASTAMP是板料成形過(guò)程模擬軟件，能夠預(yù)測(cè)板料成形過(guò)程中可能發(fā)生的破裂，起皺等沖壓工藝設(shè)計(jì)問(wèn)題，有效避免盲目投入模具生產(chǎn)可能造成的經(jīng)濟(jì)損失。系統(tǒng)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)20余家企業(yè)及高校中得到了應(yīng)用，主要用戶包括東風(fēng)汽車(chē)模具有限公司、中國(guó)航天三院等。
7、鑄造模CAD/CAE/CAM軟件－華鑄CAE在150余家用戶中推廣應(yīng)用，主要用戶包括東風(fēng)汽車(chē)公司鑄造廠、一汽鑄造一廠、哈爾濱愛(ài)迪壓鑄有限公司等企業(yè)。基金屬陶瓷的制備及其刀具開(kāi)發(fā)－該方法已獲國(guó)家專利，刀具生產(chǎn)已實(shí)現(xiàn)批量化和產(chǎn)業(yè)化。模具表面激光強(qiáng)化與修復(fù)技術(shù)及裝備－能夠?qū)δ＞咝兔孢M(jìn)行微變形強(qiáng)化處理，對(duì)破損的模具型面進(jìn)行快速修復(fù)。
實(shí)驗(yàn)室還能提供的其他科研成果及技術(shù)包括：鍛壓設(shè)備的改造；反求工程所需設(shè)備和軟件系統(tǒng)；塑性成形新工藝及模具等。
六、聯(lián)系我們
單位名稱：材料成形與模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（華中科技大學(xué)）
地址：武漢市洪山區(qū)珞瑜路1037號(hào)
聯(lián)系人：王老師
電話：13971607703
郵箱：wangyun750@gmail.com
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