精选成果推介8

外环境3D打印维修保障系统

“野外环境 3D 打印维修保障系统”是针对野外环境条件装备应急抢修所研发的野外修复装备，系统包括零部件数据库软件、三维反求测量系统、金属激光 3D 打印系统及后处理模块等，其中零部件数据软件具备对零部件的上传、存储、下载、预览等功能，三维反求测量系统具备对破损零部件的扫描、反求、智能解 算破损量等功能，金属激光 3D 打印系统具备对精度要求较高的小型零件进行精确修复和直接成形功能，后处理模块具备对修复完好的零部件进行机加工处理等 功能。

野外环境 3D 打印维修保障系统攻克了复杂零部件三维形貌快速扫描测量及建模技术、野外环境下成形过程控形控性技术、缺损模型与待修零件坐标转换 技术、系统集成技术等关键技术问题，系统集扫描、反求、修复等功能为一体，具备野外环境条件下对受损装备进行快速修复的功能。

野外环境 3D 打印维修保障系统可用于野外装备应急抢修、远洋船伴随保障、 偏远海岛及高山设备维护、工矿企业装备与模具修复日常维护等。研究成果参加 “第二届军民融合发展高科技成果展览”。

金属电弧喷涂快速制模技术

一、项目简介

金属电弧喷涂快速制模技术是一种基于电弧喷涂、快速原形、机器人控制和材料科学的模具制造工艺。它通过电弧喷涂工艺制造模具的金属型壳，通过材料 累加原理制造出具有材料梯度、功能梯度结构的模具，是一种近净成形的模具制造技术。该技术可用于制作金属冲压模具、热压成型模具以及塑料模具等。目前 已经在飞机、汽车、拖拉机、家电、塑料、制鞋等行业中成功应用，特别适用于为新产品开发、试制以及小批量生产提供快速、低成本模具的场合，属于极具发 展潜力的一种模具制造新技术。

二、产品性能优势

（1）制造周期 相当于数控加工制造相同零件模具时间的 1/3 至 1/10。

（2）制造成本 制造费用与数控加工制造相同模具相比，成本最多可节省 35%以上。

（3）模具精度 摸具最大尺寸变形范围不高于 0.1%，更高精度可通过 CNC 加工实现。

（4）模具寿命 锌铝合金模具表面硬度为 HV200。抗压强度 80MPa, 一般冲压件可达到数百件，内饰件可达数千件。

陶瓷光固化面成形技术

研制了陶瓷光固化面成形 3D 打印技术包括自制设备与软件。该设备包涵基本光固化加工模块和多材料光固化加工模块，并有各自独立算法。基本光固化加 工模块由运动系统的控制、运动系统与曝光系统的整合、掩膜视频信号与紫外光投影图案的整合等三个部分组成，解决了因不同材料光固化性能的差异引起的成 形工艺参数的在线更改、运动加减速导致的曝光时间不稳定、多种投影图案在线调整等难点。多材料光固化加工模块可调用基本光固化加工模块，但以换槽和清 洗、掩膜在线更换功能为主，解决复杂结构模型内部不同材料分层、同层内不同材料的分时成形的问题，为非均质结构和多种光敏材料的一体化成形提供了自动 化控制平台。内置分离力测量系统和膜带式加工台，解决了底曝光固化过程中普遍存在的脱层困难的瓶颈问题，并有效地降低层间台阶效应和内部缺陷，提高陶 瓷件的外层表面质量和内部结构精度。目前该技术不仅可完成氧化物陶瓷成形， 也可用于树脂、光敏水凝胶 3D 打印成形，具备通过多图案的连续层迭代制造多 尺度梯度结构的复合材料支架。该技术可为制造高精度、大尺寸、高强度陶瓷零 件提供技术基础。

知识森林AR交互系统

一、项目简介

知识森林 AR 交互系统是国家重点研发计划项目“教育大数据分析挖掘技术 及其智慧教育示范应用”（2018YFB1004500）支持下完成的成果。该工具把一门 课程的知识按照层次化、主题化的形式组织成“树叶-树木-森林”形式，并支持 AR 交互。其中，树木对应一个知识点；树叶 对应知识点上的知识碎片。将不同的知识点树木按照认知关系连接起来，形成知 、识森林。知识森林能够在 不同粒度上展示课程中知识点以及每个知识点中知识碎片，符合人类整体到局部 的认知特点。

我们采用自然语言处理、图像识别等人工智能技术以及 AR/VR 技术突破了知 识森林自动构建、可视化交互等难题，研制了知识森林 AR 交互系统。图 3 是知 识树的 AR 交互场景。

二、产品性能优势

1、 支持文本、图像不同的模态知识碎片；

2、 支持知识树自动生成与知识森林自动构建；

3、 支持沙盘与知识树两种 AR 交互场景，并能相互切换。

4、 支持认知路径自动规划，实现导航学习避免学习迷航问题

利科岩土工程分析软件

1.技术介绍及特点

利科（LinkFEA）岩土工程分析软件是针对水利水电工程的渗流、堤坝的应力变形与结构安全性和边坡的稳定性计算分析而自主开发的有限元软件系统。包括渗流计算模块 LinkFEA-Seepage、渗流与应力耦合计算模块 LinkFEA-Stress 和基于有限元应力计算结果的边坡稳定分析模块 LinkFEA-Slope 三部分。该软件用 Fortran 语言开发，经历了近 20 年的水利水电工程分析应用与软件改进扩展，具有计算收敛性好、计算结果可靠等优点。能进行复杂工况下的地下水三维渗流计算、堤坝三维渗流与应力变形耦合计算、堤坝与边坡二维稳定计算。

2.应用领域

主要应用于水利水电工程的渗流分析、堆石坝的应力变形与结构安全性分析和边坡稳定分析。近 20 年来，已经在大渡河瀑布沟、大渡河长河坝、大渡河双江口、澜沧江如美 4 个里程碑级水电站工程和雅鲁藏布江加查、澜沧江黄登、大渡河硬梁包、黑水河毛尔盖、拉萨河扎雪、象泉河阿青、三岔河引子渡等 10 多个水电站工程设计的关键问题研究中应用。现正在用于澜沧江如美、金沙江拉哇和雅鲁藏布江米林等超大水电站的设计研究中。该软件也曾应用于上海洋山港码头的研究和部分工程的地下水环境评价分析。