實(shí)驗(yàn)室概況

實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有中國(guó)科學(xué)院院士2人、中國(guó)工程院院士1人，國(guó)家杰出青年基金獲得者2人、長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授3人、國(guó)家萬(wàn)人計(jì)劃領(lǐng)軍人才3人。2013年入選科技部創(chuàng)新人才推進(jìn)計(jì)劃重點(diǎn)領(lǐng)域創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)“精密、特種加工與微制造創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”、2013年和2016年分別獲批“精密制造理論與技術(shù)基礎(chǔ)研究”國(guó)家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新研究群體及考核優(yōu)秀滾動(dòng)資助。2019年“大連理工大學(xué)高性能精密制造創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”榮獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)（創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)）。

實(shí)驗(yàn)室在主任郭東明院士的帶領(lǐng)下，面向國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)家重大工程領(lǐng)域高端裝備精密制造需求，針對(duì)高端裝備高性能制造中關(guān)鍵技術(shù)難題和瓶頸問(wèn)題，堅(jiān)持高性能精密制造的基礎(chǔ)理論、方法和技術(shù)研究方向不動(dòng)搖，堅(jiān)持多學(xué)科交叉發(fā)展和產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合不動(dòng)搖，堅(jiān)持團(tuán)隊(duì)文化建設(shè)和中青年學(xué)者梯隊(duì)培養(yǎng)不動(dòng)搖，突出精密/超精密加工及特種加工研究和人才培養(yǎng)特色，通過(guò)持續(xù)“聚焦”基礎(chǔ)研究主線，從應(yīng)用基礎(chǔ)研究出發(fā)，從機(jī)理上找出問(wèn)題根源，開展全新的基礎(chǔ)理論、制造技術(shù)和裝備的系統(tǒng)研究及工程應(yīng)用。

經(jīng)過(guò)十幾年的努力和建設(shè)，實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)建了國(guó)內(nèi)一流、國(guó)際知名的先進(jìn)制造技術(shù)基地，匯集了一批來(lái)自機(jī)械、測(cè)控、力學(xué)、物理、材料等多學(xué)科專業(yè)的科研人員，形成了一支由院士領(lǐng)銜、骨干教授和中青年杰出人才為主、具有較強(qiáng)創(chuàng)新能力的穩(wěn)定創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，涌現(xiàn)出一批包括：杰青、長(zhǎng)江學(xué)者、萬(wàn)人計(jì)劃人才、優(yōu)青等年輕有為的科技創(chuàng)新型中青年領(lǐng)軍人才，取得了包括牽頭2項(xiàng)國(guó)家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)、1項(xiàng)國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)（創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)）、3項(xiàng)國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)、十多項(xiàng)省部級(jí)科技成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)在內(nèi)的一批重大科技成果，成為我國(guó)先進(jìn)制造領(lǐng)域科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新綜合實(shí)力最強(qiáng)的基地之一。

主要研究成果

在長(zhǎng)期不斷的科研創(chuàng)新活動(dòng)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)室主任郭東明院士首次提出了高性能制造的內(nèi)涵，逐漸凝練和構(gòu)建出高性能制造的理論體系與方法，引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界高度重視和反響，為我國(guó)乃至世界先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展提供了全新的思路和學(xué)術(shù)思想。近十年來(lái)，實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)了國(guó)家自然科學(xué)基金重大/重點(diǎn)項(xiàng)目、973 計(jì)劃項(xiàng)目/課題、863 計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家科技重大專項(xiàng)項(xiàng)目等國(guó)家級(jí)項(xiàng)目和重大工程項(xiàng)目，攻克了一大批高端裝備/產(chǎn)品及其關(guān)鍵件的精密制造難題，為解決國(guó)家戰(zhàn)略需求、促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及裝備制造業(yè)的科技創(chuàng)新做出了突出貢獻(xiàn)，成果廣泛應(yīng)用于近200家企業(yè)和科研院所。

實(shí)驗(yàn)室近五年的部分研究成果簡(jiǎn)介如下。

（1）高性能零件反求設(shè)計(jì)制造理論與方法。傳統(tǒng)裝備及零件的設(shè)計(jì)與制造是在選定材料的基礎(chǔ)上進(jìn)行零件幾何設(shè)計(jì)、公差確定與制造實(shí)現(xiàn)的過(guò)程，零件的性能與其尺寸精度往往表現(xiàn)為線性相關(guān)，即認(rèn)為只要按精確設(shè)計(jì)的零件幾何尺寸及公差要求制造出零件，就可滿足零件性能要求。但是僅以幾何尺寸公差為關(guān)注點(diǎn)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)制造理念，難以滿足高性能零件制造需求。實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過(guò)十余年科技攻關(guān)，重點(diǎn)研究了多源約束條件下非線性強(qiáng)耦合的性能反求設(shè)計(jì)、制造理論與方法等基礎(chǔ)性科學(xué)問(wèn)題，揭示了關(guān)鍵構(gòu)件制造中復(fù)雜物理化學(xué)過(guò)程的演變規(guī)律及服役環(huán)境要素對(duì)性能形成的影響規(guī)律，提出了性能約束下的定向設(shè)計(jì)類反問(wèn)題求解方法和高性能復(fù)雜曲面零件的可控去除與增量制造理論和方法，建立了零件性能與幾何、材料等參量間的多變量耦合關(guān)系模型、基于性能誤差補(bǔ)償加工的反求制造新原理、可定域定量控制加工的精密加工新技術(shù)，研制了一批高性能零件系列加工測(cè)量一體化裝備。

（2）高性能碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件高質(zhì)高效加工理論與技術(shù)。輕質(zhì)高強(qiáng)碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料是航空、交通等運(yùn)載裝備減重增效的優(yōu)選材料，但此類材料加工極易產(chǎn)生隨機(jī)不可控?fù)p傷，難以保證設(shè)計(jì)性能，傳統(tǒng)金屬材料加工理論與技術(shù)不適用，嚴(yán)重制約了此類材料應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的系統(tǒng)性基礎(chǔ)研究，建立了慮及纖維法/切向約束作用和樹脂等材料溫變特性的切削理論模型，構(gòu)筑了碳纖維復(fù)合材料加工材料去除和損傷形成理論，提出了“微元去除”復(fù)材加工損傷抑制新原理，發(fā)明了“反向剪切”復(fù)材切削損傷消減新方法，揭示出復(fù)材加工損傷隨溫度變化的規(guī)律，發(fā)明了負(fù)壓逆向冷卻和自風(fēng)冷排屑適溫加工工藝，開發(fā)出系列高質(zhì)高效加工工具和裝備，為高性能碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件加工損傷控制提供了可靠的工藝手段，解決了多個(gè)企業(yè)重大技術(shù)難題。

（3）硬脆和軟脆材料的精密和超精密加工方法與技術(shù)。精密和超精密加工一直是先進(jìn)制造領(lǐng)域的前沿課題。針對(duì)國(guó)際上硬脆或軟脆材料的超高精度低損傷加工難題，通過(guò)系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)研究，揭示了硬脆功能晶體材料超精密加工界面微觀作用機(jī)制和加工缺陷產(chǎn)生機(jī)理，提出了微米級(jí)面形精度和高完整性表面超精密加工新原理，發(fā)明了易潮解軟脆功能晶體水溶解超精密加工新技術(shù)，開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新工藝及新裝備，為相關(guān)企業(yè)的科技進(jìn)步做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

（4）多尺度微納結(jié)構(gòu)與功能表面層精密制造方法。針對(duì)仿生微納傳感器、生物微流控芯片等高性能元器件中多尺度宏微結(jié)構(gòu)和特種功能表面層精密制造的需求，開展了仿生結(jié)構(gòu)和仿生超親/疏水功能表面層創(chuàng)新設(shè)計(jì)、宏微結(jié)構(gòu)自適應(yīng)精準(zhǔn)創(chuàng)成新方法等研究。揭示了水黽體表面等微納米復(fù)合結(jié)構(gòu)超親/疏液作用機(jī)制，建立了微流控蒸騰驅(qū)動(dòng)的微溝道多尺度仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法；研制出基于納米壓印的自適應(yīng)微納米結(jié)構(gòu)復(fù)制方法，實(shí)現(xiàn)微米尺度非平整基底上納米結(jié)構(gòu)的復(fù)制；提出了一種“等離子體刻蝕與光子晶體自組裝”的微納通道一體化定域可控復(fù)合制造方法，研制出基于電場(chǎng)-流場(chǎng)同軸復(fù)合聚集的納米打印裝備；開發(fā)出多種用于疾病快速診斷的微流控芯片并實(shí)現(xiàn)批產(chǎn)應(yīng)用。

（5）基準(zhǔn)級(jí)漸開線最佳成型原理與創(chuàng)造性加工工藝原理?；鶞?zhǔn)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)齒輪作為齒輪量?jī)x精度傳遞的實(shí)體標(biāo)準(zhǔn)器，對(duì)提高國(guó)家齒輪制造的整體技術(shù)水平具有重要作用。齒輪加工技術(shù)專家王立鼎院士領(lǐng)銜科技攻關(guān)，對(duì)1級(jí)精度標(biāo)準(zhǔn)齒輪制造所涉及的機(jī)床精化改造、磨齒工藝、精密測(cè)量等開展研究，經(jīng)過(guò)十余年的不懈努力，創(chuàng)立了具有全部自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的1級(jí)精度標(biāo)準(zhǔn)齒輪整套加工與測(cè)試新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了最高級(jí)別的基準(zhǔn)級(jí)齒輪的精密加工。其中，基準(zhǔn)級(jí)齒輪加工精度指標(biāo)與齒廓偏差測(cè)試水平國(guó)際領(lǐng)先。研究加工出的1級(jí)精度基準(zhǔn)級(jí)齒輪成為中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院、中國(guó)測(cè)試技術(shù)研究院等部門精密檢測(cè)用基準(zhǔn)級(jí)實(shí)體基準(zhǔn)。

實(shí)驗(yàn)室

交流與合作

實(shí)驗(yàn)室十分重視與國(guó)內(nèi)外的學(xué)術(shù)交流，通過(guò)“111”引智計(jì)劃與國(guó)際同行多方位交流與合作，國(guó)際影響力顯著增強(qiáng)。近十年來(lái)，先后與國(guó)內(nèi)及美、英、德、日、韓、澳大利亞、新加坡等國(guó)外數(shù)十所知名大學(xué)、研發(fā)機(jī)構(gòu)和企業(yè)開展了學(xué)術(shù)交流與合作，主辦并主持國(guó)際國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)交流會(huì)議10余次，應(yīng)邀在國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上作報(bào)告20余次。此外，有4人次擔(dān)任國(guó)際期刊主編、10余人次擔(dān)任國(guó)際期刊編委。

未來(lái)規(guī)劃

實(shí)驗(yàn)室瞄準(zhǔn)機(jī)械制造學(xué)科前沿和先進(jìn)裝備制造發(fā)展需求，進(jìn)一步凝練學(xué)術(shù)方向，突出高性能精密制造方向和學(xué)術(shù)特色，進(jìn)一步提升基礎(chǔ)研究水平與技術(shù)創(chuàng)新能力；加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)建設(shè)，重視中青年人才的培養(yǎng)，吸引更多高層次科研人才加盟；加強(qiáng)國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)合作與交流，進(jìn)一步擴(kuò)大國(guó)際影響，掌握本領(lǐng)域發(fā)展國(guó)際動(dòng)態(tài)，使研究工作處于領(lǐng)域前沿。