增材制造3项成果冲击2020年度国家科技奖

提名意见

项目组针对大型复杂高端锻件无法高品质短流程制造的“卡脖子”难题，在国基金、重大专项等项目资助下，从顶层制造理论变革出发，颠覆自古整体先铸后锻的认知，首创微铸锻增等材同步制造方法与理论，发明并研发了一批具有自主知识产权和核心竞争力的微铸锻同步制造系列技术与装备。制造品质和效率优于国际同类水平：仅用万吨锻机万分之一压力，获合金钢12级均匀超细等轴晶，远高于传统制造8级，疲劳寿命超过国际航空锻件水平；装备可锻面积全球最大，成形效率为国外顶级水平的3倍，节能90%。突破了上述技术瓶颈，实现了该重大技术和装备的从无到有并产业化以及技术领跑。

该发明已获湖北省技术发明一等奖、日内瓦国际发明展金奖、中国发明特别奖，英国发明展双金奖、以及中国和美国发明专利等。成果已在中航工业、中航发、兵器、中船、中核、GE等单位应用，产品性能获权威机构测试认证和用户充分肯定。

主要完成人

1. 姓名：张海鸥排名：1技术职称：教授工作单位：华中科技大学完成项目时所在单位：华中科技大学

2. 姓名：王桂兰排名：2技术职称：教授工作单位：华中科技大学完成项目时所在单位：华中科技大学

3. 姓名：柏兴旺排名：3技术职称：副教授工作单位：南华大学完成项目时所在单位：华中科技大学

4. 姓名：周祥曼排名：4技术职称：副教授工作单位：三峡大学完成项目时所在单位：华中科技大学

5. 姓名：钱应平排名：5技术职称：教授工作单位：湖北工业大学完成项目时所在单位：华中科技大学

6. 姓名：吴圣川排名：6技术职称：教授工作单位：西南交通大学完成项目时所在单位：华中科技大学

提名意见

本项目围绕高性能金属基构件选区激光熔化高精度增材制造的跨尺度形性调控科学难题开展研究，主要科学发现如下：1.发现了微观尺度激光增材制造多相材料组织与界面调控及强韧化机制；2.揭示了介观尺度多相复合粉末激光熔凝及致密化的局部能场调控机制；3.构建了宏观尺度激光增材制造金属基构件材料-结构-性能精确协调原理。

本成果由德国Springer出版英文专著1部，发表SCI收录论文165篇，ESI高被引8篇；本成果8篇代表性论著被SCI他引1869次、EI他引2387次，单篇最高SCI他引837次。他引包括Nature Mater（影响因子38.887）、Prog Mater Sci（23.725）等著名期刊论文；他引作者包括美国、欧洲、中国等20余位院士、ASME、CIRP会士；本成果一系列理论和机制被多个国际知名实验室证实或借鉴。本成果在中航工业成飞、中国商飞、航天149厂等单位型号产品上获得应用验证，获第二十一届中国国际工业博览会高校展区优秀展品奖，推动了高性能金属构件激光增材制造形性调控理论的发展及应用。

主要完成人

1. 姓名：顾冬冬排名：1技术职称：教授所在单位：南京航空航天大学
2. 姓名：戴冬华排名：2技术职称：讲师所在单位：南京航空航天大学
3. 姓名：沈以赴排名：3技术职称：教授所在单位：南京航空航天大学
4. 姓名：李雅莉排名：4技术职称：助理研究员所在单位：南京航空航天大学

项目情况

该项目在对外公布的产权目录中可查阅到八项粉末和制件制备专利，包含H13模具钢、HM1模具钢、颗粒增强铁基合金粉末等，此外还涉及两项标准规范，但未能查找到更多公开信息。

在由北京机科国创牵头并获得2019年度中国机械工业科学技术奖——科技进步类一等奖的“增材制造用金属粉末及其在工模具中的应用”项目中，我们了解到，该项目攻克了雾化过程共性技术和关键技术难题，制订国家、团体标准，有效解决了雾化成粉率低、球形度差、空心粉率高及纯净度低等问题，形成了三大创新，即：创新粉末材料控形控性设计原则，开发出三大系列(铁基、镍基、钴基)十余种金属增材制造专用材料、突破了真空气雾化系统的核心关键技术，设计出满足不同粉末粒度制备需求的系列化气雾化喷嘴、研制了具有自主知识产权真空气雾化制粉装备。成果已在航空航天、汽车、冶金、煤炭、石油化工、电力等行业得到应用，其中注塑模具（SLM）、液压支架（EHLA）、轧辊（EHLA）、燃气轮机转子（LMD）等应用领域取得直接经济效益超4亿元。

因此我们认为，本次受到提名的意义，应当也多与此有关。

主要完成人包括

1. 姓名：王淼辉排名：1技术职称：研究员所在单位：北京机科国创轻量化科学研究院有限公司
2. 姓名：薛蕾排名：2技术职称：副教授所在单位：西安铂力特增材技术股份有限公司
3. 姓名：陈蕴博排名：3技术职称：研究员所在单位：北京机科国创轻量化科学研究院有限公司
4. 姓名：葛学元排名：4技术职称：研究员所在单位：北京机科国创轻量化科学研究院有限公司
5. 姓名：刘栋排名：5技术职称：高级工程师所在单位：北京航空航天大学
6. 姓名：赵晓明排名：6技术职称：工程师所在单位：西安铂力特增材技术股份有限公司