材料先进成型技术研究科研团队

一、团队主要负责人 葛晓宏教授/研究生处处长，省教学名师、硕士生导师、厦门市拔尖人才。福建省材料成型及控制工程教学科研团队带头人、本科教学评估专家和中国模协技术型专家（1/40）、厦门模协副理事长技术委员会主任。

现任材料成型及模具集成技术所所长、研究生处处长、福建省创新方法研究应用推广基地主任、厦门市高效精密智能工程技术研究中心主任。曾任科技处处长、教务处处长、中国模协技术委员会委员智能模具部副主任、厦门模协副理事长技术委员会主任。曾兼职厦门某外资电气有限公司工程研发部经理、厦门理工经济技术开发公司模具中心负责人等工作，有多年企业研发及管理工作经验。

二、团队成员

赵 军：博士、教授

林 佳：博士、教授

李 辉：硕士、副教授

李奋强：博士、副教授

储  彬：博士、高级工程师

王金伙：博士、讲师

彭思远：博士、讲师

黄桂美：硕士、讲师

三、团队研究方向

研究方向1：材料成形及模具技术、智能模具及装备应用研究（负责人：葛晓宏，黄桂美）

研究背景：材料成形与模具技术方向主要围绕着材料成形、新材料和模具技术领域开展研究，围绕材料制备与成形领域的基本科学问题和学科前沿，开展应用基础研究和技术创新，促进成果应用，在引领行业发展、以及国民经济和国防建设中发挥不可替代的作用。

研究内容：智能模具及装配应用研究、注塑模具设计及CAE模拟分析、激光微连接成型/金属3D打印数值模拟与应用、牙科医疗设备开发。

研究方向2：材料精密成形技术及装备研发（负责人：赵军）

研究背景：围绕材料加工成形前沿科学与技术，针对铝、钛、镁等轻合金材料开发少加工或不再加工即符合零件要求的成形技术及工艺装备，它将计算机技术、新材料技术、精密加工、测量技术与传统成形技术相结合，不仅可提高材料的利用率，节约制造成本，还可改善成形构件的微观组织结构，从而提高产品质量与性能。

研究内容：1）研究铝、钛、镁合金的变形机理及在几何、物理和接触的非线性力学问题下的计算机模拟方法，开发精密成形新工艺新技术。2）研究铝、钛、镁合金大塑性变形(SPD)过程中材料变形对构件组织，性能的影响，探讨SPD制备钠米材料的新方法。3）基于材料变形与控制理论，研究成形过程中温度、应力、应变、速度等工艺参数的智能监测与控制技术，开发成形工艺装备。

研究方向3：陶瓷基复合材料强韧化及快速成型（负责人：林佳）

研究背景：陶瓷材料由于其本征脆性、制备周期长、难于实现精密加工仍是制约其广泛应用的关键因素，尤其对于实际工程中的复杂结构件难以通过传统制造工艺实现：一方面，陶瓷块体坯料在加工过程中容易产生内部损伤，受限于陶瓷类材料无损检测技术的匮乏，使其结构力学性能存在较大的离散性和不确定性；另一方面，对于部分无法加工的复杂结构，需要采取多部件组合，而陶瓷结构件的连接方式、强度、稳定性又成为新的技术壁垒。

研究内容：本项目的目的是开展陶瓷材料体系的优化设计，改善陶瓷脆性，获得陶瓷材料原位合成与快速固化技术，研发可用于3D打印的复合陶瓷原料，大幅度提高3D打印陶瓷结构件的服役温度和综合性能，实现高品质、大尺寸、复杂形状超高温陶瓷结构件的3D打印，为可用于极端服役复杂陶瓷结构件的工程应用奠定基础

研究方向4：机器视觉检测及成型自动化、医疗器械新产品研发（负责人：李辉）

研究背景：“机器视觉”从字面上可简单理解为利用机器装置或设备模拟人的视觉功能，但它不仅是实现人眼的视觉功能，更重要的是具有人脑的部分功能——对采集的图像进行处理、提取信息并加以理解，最终用于实际检测、测量和控制。简单说来，机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。

研究内容：本研究方向就是开发基于知识和经验的机器视觉检测系统，该系统主要由专业图像分析与处理软件、工业相机、工业镜头、光源等组成，可以配合机器人\机械手实现分拣，该系统可实现尺寸检测、瑕疵检测、色差检测、印刷检测、机械定位、装配检测、皮革检测、通止检测、环口检测、布匹检测等功能，并可根据客户需求定制扩展，辅以自动化+大数据技术助力智能制造，精准量化每一个制造环节的质量要求。本研究可广泛应用于五金行业、塑胶行业、陶瓷行业、皮革行业、纺织行业、印刷包装行业、医疗行业、机器人应用等工业领域。

研究方向5：电磁成形技术，多物理场耦合模拟（负责人：李奋强）

研究背景：电磁成形属于高速率成形，在0.1ms内金属工件的局部变形速度可以达到200m/s以上；局部所获得的动能相当大，材料的变形机理与低速加工时材料变形机理有很大的差别。电磁成形技术可用于板料成形、板/管异质材料连接、粉末压制等，是一种高效、环保的成形加工方法，是解决轻量化有效途径之一。

研究内容：1）电磁脉冲粉末径向压制工艺。采用多物理场耦合数值模拟与实验相结合的方法研究驱动导体-包覆壳体-粉末间的耦合关系，分析粉末力链演化，揭示电磁脉冲径向压实的致密机理，提出多层驱动薄导体，多层包覆薄壳体组成的电磁脉冲柔性驱动压实工艺，探索其压实机制并优化参数，可为超硬或超细粉末压实成型提供指导。2）电磁脉冲焊接/连接。采用多物理场耦合数值模拟与实验相结合的方法研究异种材料连接机理，探索异种材料焊接界面形成的机制。

研究方向6：生物医用材料、无源医疗器械的新产品/技术研发（负责人：储彬）

研究背景：生物医用材料是一类用于诊断、治疗、修复或替换人体组织、器官或增进其功能的新型高科技材料，其特点是研发周期长，通常5-10年左右。发达国家的企业在研究与开发方面投入不断增大，仅次于新药研发，高达其销售额的11%-13%，且持续增长。而我国生物医用材料产业呈现“多、小、高、弱”的特点，产品质量不能保证，且难于形成规模化生产，缺乏市场竞争力。我国生物医用材料领域的诸多研究皆已达到国际领先水平，但成果转化、技术产业化水平极地低，80%-90%的成果只停留在实验室。此外，我国部分生物医用材料产品经过长期临床应用暴露出不少的问题，突出表现在功能性、免疫性、服役寿命等方面难以较好地满足临床应用的要求。

研究内容：进行个性化、智能化高端生物医用材料的技术研发，为企业提供高层次的技术开发服务和技术解决方案。个性化主要体现在三维打印技术开发个性化的骨修复材料、软骨修复材料、人工皮肤、人工血管等高端生物医用材料产品以及环境响应性可塑形个性化骨修复材料和软骨修复材料；而智能化主要体现在开拓新型体温快速固化的天然高分子水凝胶在微创治疗扩张型心肌、微创解决中度尿失禁问题、体内器官快速止血、体外/体内构建组织工程骨、软骨等组织工程产品等重点领域的应用。

研究方向7：聚合物流变、复合材料成型（负责人：王金伙）

研究背景：在各种复合材料成型技术中，预浸布通常需要铺层与铺层之间、铺层与模具之间发生相对摩擦运动以实现具有曲率的制品结构。大量研究工作在实验数据、经典摩擦理论基础上提出摩擦系数的经验或半经验意义的计算公式，然而此类宏观力学模型忽视了材料粘弹性及内部结构变化的影响而只专注在接触界面。由于预浸布整体相对于模具或以往研究对象固体都显得松软，因此分析摩擦和润滑的基础不仅需要了解和研究摩擦副表面形态和接触状态，也应考虑在温度场、压力和摩擦力综合作用下材料本身形状的改变。

研究内容：本项目拟从考究微观结构演变过程所引起的流变行为改变来深入理解摩擦机理，从而推导基于现实物理变形机制的流变本构方程,使摩擦学机理研究能够更深入地探索微观机理。其中两个主要物理量（形变率张量和偏应力张量）不仅从以自行设计的实验中存在现象为根据获得，而且由其数据验证和改进。该微观力学本构模型还具有免实验、全预测且只需要基本材料参数作为输入量的的重要优点，为后续成型仿真、工艺参数、材料成分与结构优化设计奠定坚实的基础。研究成果将拓展传统摩擦学和流变学在新领域的应用范围。

研究方向8：基于增材制造技术的高熵合金制备及性能研究（负责人：彭思远）

研究背景：高熵合金（或称为多组元固溶体合金）突破了传统合金对材料成分的限制，提出了一种全新的合金设计理念，通过成分或熵调控，为发现具有不同于传统合金的优异性能的合金提供了可能。传统制造技术制备的高熵合金无法兼顾优异力学性能和复杂结构化个性化生产问题。

研究内容：本项目采用增材制造技术（主要为L-PBF和DIW两种技术）制备高熵合金，研究高熵合金的制备工艺-微观组织-力学性能之间的内禀机制，研究高熵合金的变形机制及强韧化机制，为高熵合金的工业化应用提供重要的理论依据和技术支撑。

团队联系方式：

地址：集美区理工路600号综合大楼1207-1208室　联系人：李老师E-mail:lihui@xmut.edu.cn, 电话：0592-6291325,15980771909