《2018-2019机械工程学科发展报告(机械制造)》——机械制造学科标志性研究进展(一)

在精密与超精密加工领域，清华大学路新春等建立了大尺寸表面纳米级平坦化的加工原理与方法，发明了系列大尺寸超薄硅片纳米级无损伤抛光关键技术，研制开发出12英寸“干进干出”化学机械抛光(CMP)装备与成套工艺，实现了IC制造大尺寸晶圆表面的纳米级平坦化及纳米级缺陷控制。整体技术达到国际先进水平，已在中芯国际等企业实现批量应用，打破了国外高端微电子超精密抛光装备长期垄断的局面。

在高效高质加工领域，大连理工大学贾振元等建立了碳纤维复合材料(复材)新切削理论体系，发明的钻、铣削等九个系列新型复材切削刀具、加工技术及工艺，相比于国外及传统刀具，加工损伤由毫米量级降至0.1 mm以内，刀具寿命提升2-7倍，加工效率提升3-4倍，加工精度提升50%。成果已应用于航天一院、三院、中航工业和中国商飞等企业复材构件的加工制造中。

在非传统加工领域，华中科技大学邵新宇等提出了大型薄壁曲面激光焊接控形控性技术，发明了大型三维薄壁曲面焊缝形貌在线“测量—跟踪—补偿”技术与装置，实现了汽车车身小变形、低应力、高质量激光焊接。成果已在上海通用、江铃福特、江淮等企业得到应用。

在微纳制造领域，西安交通大学卢秉恒等提出了电场斥力辅助的脱模新方法，建立了大面积嵌入式功能结构的电场辅助扫描填充技术，实现了金属、低维纳米墨水等功能材料对特定微纳米孔隙的电场辅助填充；提出了异型微纳结构电致流变成形方法和宏观表面的6英寸晶圆级自动化纳米压印微区控制压印新方法，实现了表面翘曲起伏的晶圆级基材与柔性模板的均匀接触，推动纳米压印技术由二维向三维方向发展。

在绿色制造领域，中南大学郭学益等创新开发了废旧线路板低温连续热解新技术，实现了废旧电路板中有机组元深度碳化与金、银、铜、钯等有价金属的有效富集，以及物料中有机溴、氯的无害转变与尾气超低标准排放，有效消除了废旧电路板中持久性有机污染物；已在江西等9个省(自治区)推广应用，推动我国再制造产业进入世界先进水平行列。

在仿生制造领域，源于昆虫蜕变翅膀折叠的灵感，仿生成为从小实体到大展开面的神奇变换机构。天津大学陈焱等创造性地将空间结构代替球面机构，建立了基于过约束空间机构网格的厚板折纸运动学模型，解决了厚板折纸的仿生制造难题。研究成果已用于大型空间可展结构、新型超材料与轻型复合材料、可变形机器人等工程。