【终结国内耐高温新材料“卡脖子时代”国产氧化铝连续纤维完成中试】
在2020第22届中国国际工业博览会上，上海榕融新材料科技有限公司（下称“上海榕融”）宣布国产氧化铝连续纤维完成中试，打造了一套高铝氧增强复合材料胶体及预浸料生产、纤维生产、织物生产、结构件生产、定型测试的整体产业链。这标志着历时十五年的科研攻关走出了实验室，国内耐高温新材料的“卡脖子时代”终于结束。
氧化铝连续纤维是国际公认的耐高温热端构件新一代主力材料，应用范围非常广泛，除了在航空航天及军工领域大量应用以外，工业、民用等方面都会用到，比如电线电缆、汽车行业、消防系统等。
但同时，高铝氧生产工艺多个学科，各生产环节都是非标设备，因此量产工艺设备的研发难度很大。氧化物溶胶是连续氧化物陶瓷纤维生产的基础原料，而基础原料国产化、规模化和生产设备连续化、自动化是国内氧化物陶瓷连续纤维行业面临的关键难题。
上海榕融通过前期中试和产业化模拟试验，完成了工业级国产基础原料的筛选确认，实现了具有自主知识产权的百吨级国产化设备研发及定型，形成了胶体工业化生产标准程序和胶体产品质量检测标准，能够确保溶胶粘度、胶体气泡、晶粒尺寸、微量成分等关键指标的精确、稳定和高效控制，这一技术在国内属于首创。
其拥有的氧化铝连续纤维专用纺丝甬道技术具备国际先进水平，百吨级氧化物溶胶生产技术国内首创突破了国内工业化生产卡点，氧化铝连续纤维原丝铺丝烘干技术大大降低产品价格，产品质量稳定可靠完全可以实现国产替代进口。
目前，上海榕融公司已完成40吨中试产线建设，质量完全对标国际行业标杆，所有工艺装备全部自研，核心装备及原料国产化，拥有完全独立自主知识产权。
在2020第22届中国国际工业博览会上，上海榕融新材料科技有限公司（下称“上海榕融”）宣布国产氧化铝连续纤维完成中试，打造了一套高铝氧增强复合材料胶体及预浸料生产、纤维生产、织物生产、结构件生产、定型测试的整体产业链。这标志着历时十五年的科研攻关走出了实验室，国内耐高温新材料的“卡脖子时代”终于结束。
氧化铝连续纤维是国际公认的耐高温热端构件新一代主力材料，应用范围非常广泛，除了在航空航天及军工领域大量应用以外，工业、民用等方面都会用到，比如电线电缆、汽车行业、消防系统等。
但同时，高铝氧生产工艺多个学科，各生产环节都是非标设备，因此量产工艺设备的研发难度很大。氧化物溶胶是连续氧化物陶瓷纤维生产的基础原料，而基础原料国产化、规模化和生产设备连续化、自动化是国内氧化物陶瓷连续纤维行业面临的关键难题。
上海榕融通过前期中试和产业化模拟试验，完成了工业级国产基础原料的筛选确认，实现了具有自主知识产权的百吨级国产化设备研发及定型，形成了胶体工业化生产标准程序和胶体产品质量检测标准，能够确保溶胶粘度、胶体气泡、晶粒尺寸、微量成分等关键指标的精确、稳定和高效控制，这一技术在国内属于首创。
其拥有的氧化铝连续纤维专用纺丝甬道技术具备国际先进水平，百吨级氧化物溶胶生产技术国内首创突破了国内工业化生产卡点，氧化铝连续纤维原丝铺丝烘干技术大大降低产品价格，产品质量稳定可靠完全可以实现国产替代进口。
目前，上海榕融公司已完成40吨中试产线建设，质量完全对标国际行业标杆，所有工艺装备全部自研，核心装备及原料国产化，拥有完全独立自主知识产权。
新一代环保空调器高效设计与精密制造技术亮相第22届工博会
2020-09-16 17:51:40 来源: 科技日报 作者: 王春
9月15日-19日，第22届中国国际工业博览会期间，上海交通大学多项技术成果得到展示，来自上海交大丁国良教授团队自主研发的新一代环保空调高效设计与精密制造技术也在工博会上亮相。
空调器通过换热管内制冷剂的流动传热提供冷热量，创造生活和工作需要的舒适环境。然而空调器的制造与使用也带来严重的环境问题：制冷剂破坏大气臭氧层、产生严重的温室效应，空调器运行耗能可达城市峰值用电40%以上，空调器制造材料的大量消耗产生巨量碳排放。
中国空调器产能世界第一，高度依赖于国际市场，面临来自全球的激烈竞争和严苛的环保要求，技术发展必须领先于《基加利修正案》等新的国际环保法规与标准的要求，以避免断崖式下降的风险。为此必须开发新一代的环保空调器，同时满足零ODP、低GWP、高能效、低材料消耗的要求。采用零ODP和低GWP的可燃环保制冷剂、研发细径薄壁管换热器降低制冷剂充注量以保障安全，是国际公认的新一代环保空调器的发展方向。
瞄准国际性基础共性难题攻艰克难
开发新一代环保空调器面临微细尺度传热理论不完善、能效提升困难、设计效率低、专用精密制造工艺装备缺失等一系列国际性的基础共性难题。上海交通大学丁国良教授团队在国家973、自然科学基金和环保部等课题支持下，以高校为牵头单位，联合空调器行业的龙头企业、换热管加工制造行业的龙头企业、精密加工装备的制造企业、以及国家权威检测机构，历经二十年，针对上述共性难题展开合作攻关，创立了包含核心部件研制、整机结构创新、数字化高效设计、精密制造与安全生产的完整技术体系，使我国企业占领了新一代环保空调器研制的技术制高点，实现了世界最大规模的生产和国际市场占有率。
研发团队为实现高环保强可燃制冷剂安全可用，研发新型微细传热结构。
据介绍，换热器中通过微细结构强化传热是实现在低材料消耗下提升能效的必然方向。但采用微细结构又会面临制冷剂侧油膜堵塞、空气侧水桥堵塞导致的结构失效问题。对于制冷剂侧，丁国良教授团队揭示了细径管内含油制冷剂相变发泡机制，开发了M型高效换热微齿槽，有效防止油膜堵塞，使制冷剂侧性能提升30%以上。对于空气侧，揭示了管外翅片表面析湿机制，发现了可以避免水桥堵塞的翅片临界开缝高度，开发了新型翅片结构，有效防止水桥堵塞，使空气侧性能提升25%以上。利用该技术在全球首次实现了高环保强可燃R290制冷剂在空调器中安全可用。
为大幅提升空调系统能效，研发团队还创新整机结构型式。据了解，项目组揭示了吸气过热和大绝热指数引发压缩机高温故障的机制，提出了吸气带液和膨胀阀-压缩机协同调节策略，降低压缩机温度的同时避免了吸气带液引发的液击损坏。揭示了气泡随机运动导致制冷剂流量分配不均的机制，提出基于流型重整的解决方案，将不稳定流型整型成稳定的环状流，实现了多分路时的流量均匀分配。利用该技术，使开发的新一代环保空调器能效大幅领先欧洲最高等级A+++及美国能源之星指标。
基于仿真的空调器数字化设计技术，研发团队还实现了多部件的最优匹配。
研发团队介绍说，要开发高能效的环保空调器，需要实现众多部件的最优匹配；而全套空调器的模具投入达上千万，反复制作实体样机的开发模式代价极大。发展方向是开发基于仿真的数字化设计技术，该技术长期没有得到广泛应用的原因是难以解决“模型精准”和“计算快速”二大难题。导致模型难以精准的关键原因是，生产工艺差异的影响难以定量描述；导致制冷系统仿真慢的原因是大量非线性方程求数值解，一半以上的计算时间与制冷剂物性计算相关。项目组提出了基于模型的智能仿真技术，通过数学模型与智能模块的结合，基础理论与样本实验一体化等技术，充分反映生产工艺的影响，使产品能效预测偏差从15%降到5%以内；提出了制冷剂物性的隐式拟合显式求解技术，通过相区划分等手段，得到低次多项的物性方程，可求分析解，提高计算速度100倍以上。开发的数字化设计软件，总体技术达到国际领先水平，设计效率比国际同类软件提升6倍，使单品研发费用降低60%、周期缩短约74%。
此外，研发团队聚焦高质量安全生产的新工艺与装备。新一代环保空调器在制造过程中面临的问题是，原有工艺与装备不能适用于采用细径薄壁换热管的空调器生产，会产生换热管断裂、换热器胀管破损的直接质量事故，增加可燃制冷剂泄漏燃爆的风险。项目组揭示了铜管硬度与盘拉过程中管材擦伤损坏的作用关系，提出了二联拉工艺，提高管材硬度，避免擦伤和断管，实现了管径可低至3.5mm、管壁可薄至0.2mm的细径薄壁换热管规模化生产；揭示了铜管自由收缩导致胀管破损的机制，发明了强制式无收缩胀管设备，避免铜管自由收缩，使胀管破损率降低至原来的1%以下。综合制造水平优于国外，实现了全球最大规模的新一代环保空调器的安全生产。
“产、学、研、用”相结合，助力环保空调器制造强国
由上海交通大学牵头，联合格力、美的、海尔等我国空调龙头企业及部件供应商，建立了全球最大的空调器产学研合作平台“制冷空调换热器技术联盟”，促进了创新技术的产业化应用。近三年，全新开发了4大系列/62.46万吨细径薄壁管，全球市场占比60%以上；开发了252台细径管换热器胀管设备，国内市场占比80%以上；开发了157款/4962万套新一代环保空调器，全球市场占比55%以上。形成了从细径换热管到基于细径管的换热翅片、换热器和空调器的完整产业链，实现了新一代环保空调器的大规模生产应用，产生了巨大的经济效益和社会效益，具有广阔的应用前景。项目成果还在众多国际知名企业得到推广和应用。
项目成果被中国轻工业联合会组织专家鉴定认为“总体技术达到国际领先水平，促进了全球空调产业的技术进步”；中国制冷学会评价认为“改变了我国制冷行业长期以‘跟随’为主的发展模式，使我国在制冷系统设计开发技术上处于世界领先地位”。获2019年上海市科技进步一等奖、2014年中国机械工业科技进步一等奖、2013年中国轻工业联合会科技进步一等奖。
核心部件细径薄壁换热管生产线 图/上海交大供图
2020-09-16 17:51:40 来源: 科技日报 作者: 王春
9月15日-19日，第22届中国国际工业博览会期间，上海交通大学多项技术成果得到展示，来自上海交大丁国良教授团队自主研发的新一代环保空调高效设计与精密制造技术也在工博会上亮相。
空调器通过换热管内制冷剂的流动传热提供冷热量，创造生活和工作需要的舒适环境。然而空调器的制造与使用也带来严重的环境问题：制冷剂破坏大气臭氧层、产生严重的温室效应，空调器运行耗能可达城市峰值用电40%以上，空调器制造材料的大量消耗产生巨量碳排放。
中国空调器产能世界第一，高度依赖于国际市场，面临来自全球的激烈竞争和严苛的环保要求，技术发展必须领先于《基加利修正案》等新的国际环保法规与标准的要求，以避免断崖式下降的风险。为此必须开发新一代的环保空调器，同时满足零ODP、低GWP、高能效、低材料消耗的要求。采用零ODP和低GWP的可燃环保制冷剂、研发细径薄壁管换热器降低制冷剂充注量以保障安全，是国际公认的新一代环保空调器的发展方向。
瞄准国际性基础共性难题攻艰克难
开发新一代环保空调器面临微细尺度传热理论不完善、能效提升困难、设计效率低、专用精密制造工艺装备缺失等一系列国际性的基础共性难题。上海交通大学丁国良教授团队在国家973、自然科学基金和环保部等课题支持下，以高校为牵头单位，联合空调器行业的龙头企业、换热管加工制造行业的龙头企业、精密加工装备的制造企业、以及国家权威检测机构，历经二十年，针对上述共性难题展开合作攻关，创立了包含核心部件研制、整机结构创新、数字化高效设计、精密制造与安全生产的完整技术体系，使我国企业占领了新一代环保空调器研制的技术制高点，实现了世界最大规模的生产和国际市场占有率。
研发团队为实现高环保强可燃制冷剂安全可用，研发新型微细传热结构。
据介绍，换热器中通过微细结构强化传热是实现在低材料消耗下提升能效的必然方向。但采用微细结构又会面临制冷剂侧油膜堵塞、空气侧水桥堵塞导致的结构失效问题。对于制冷剂侧，丁国良教授团队揭示了细径管内含油制冷剂相变发泡机制，开发了M型高效换热微齿槽，有效防止油膜堵塞，使制冷剂侧性能提升30%以上。对于空气侧，揭示了管外翅片表面析湿机制，发现了可以避免水桥堵塞的翅片临界开缝高度，开发了新型翅片结构，有效防止水桥堵塞，使空气侧性能提升25%以上。利用该技术在全球首次实现了高环保强可燃R290制冷剂在空调器中安全可用。
为大幅提升空调系统能效，研发团队还创新整机结构型式。据了解，项目组揭示了吸气过热和大绝热指数引发压缩机高温故障的机制，提出了吸气带液和膨胀阀-压缩机协同调节策略，降低压缩机温度的同时避免了吸气带液引发的液击损坏。揭示了气泡随机运动导致制冷剂流量分配不均的机制，提出基于流型重整的解决方案，将不稳定流型整型成稳定的环状流，实现了多分路时的流量均匀分配。利用该技术，使开发的新一代环保空调器能效大幅领先欧洲最高等级A+++及美国能源之星指标。
基于仿真的空调器数字化设计技术，研发团队还实现了多部件的最优匹配。
研发团队介绍说，要开发高能效的环保空调器，需要实现众多部件的最优匹配；而全套空调器的模具投入达上千万，反复制作实体样机的开发模式代价极大。发展方向是开发基于仿真的数字化设计技术，该技术长期没有得到广泛应用的原因是难以解决“模型精准”和“计算快速”二大难题。导致模型难以精准的关键原因是，生产工艺差异的影响难以定量描述；导致制冷系统仿真慢的原因是大量非线性方程求数值解，一半以上的计算时间与制冷剂物性计算相关。项目组提出了基于模型的智能仿真技术，通过数学模型与智能模块的结合，基础理论与样本实验一体化等技术，充分反映生产工艺的影响，使产品能效预测偏差从15%降到5%以内；提出了制冷剂物性的隐式拟合显式求解技术，通过相区划分等手段，得到低次多项的物性方程，可求分析解，提高计算速度100倍以上。开发的数字化设计软件，总体技术达到国际领先水平，设计效率比国际同类软件提升6倍，使单品研发费用降低60%、周期缩短约74%。
此外，研发团队聚焦高质量安全生产的新工艺与装备。新一代环保空调器在制造过程中面临的问题是，原有工艺与装备不能适用于采用细径薄壁换热管的空调器生产，会产生换热管断裂、换热器胀管破损的直接质量事故，增加可燃制冷剂泄漏燃爆的风险。项目组揭示了铜管硬度与盘拉过程中管材擦伤损坏的作用关系，提出了二联拉工艺，提高管材硬度，避免擦伤和断管，实现了管径可低至3.5mm、管壁可薄至0.2mm的细径薄壁换热管规模化生产；揭示了铜管自由收缩导致胀管破损的机制，发明了强制式无收缩胀管设备，避免铜管自由收缩，使胀管破损率降低至原来的1%以下。综合制造水平优于国外，实现了全球最大规模的新一代环保空调器的安全生产。
“产、学、研、用”相结合，助力环保空调器制造强国
由上海交通大学牵头，联合格力、美的、海尔等我国空调龙头企业及部件供应商，建立了全球最大的空调器产学研合作平台“制冷空调换热器技术联盟”，促进了创新技术的产业化应用。近三年，全新开发了4大系列/62.46万吨细径薄壁管，全球市场占比60%以上；开发了252台细径管换热器胀管设备，国内市场占比80%以上；开发了157款/4962万套新一代环保空调器，全球市场占比55%以上。形成了从细径换热管到基于细径管的换热翅片、换热器和空调器的完整产业链，实现了新一代环保空调器的大规模生产应用，产生了巨大的经济效益和社会效益，具有广阔的应用前景。项目成果还在众多国际知名企业得到推广和应用。
项目成果被中国轻工业联合会组织专家鉴定认为“总体技术达到国际领先水平，促进了全球空调产业的技术进步”；中国制冷学会评价认为“改变了我国制冷行业长期以‘跟随’为主的发展模式，使我国在制冷系统设计开发技术上处于世界领先地位”。获2019年上海市科技进步一等奖、2014年中国机械工业科技进步一等奖、2013年中国轻工业联合会科技进步一等奖。
核心部件细径薄壁换热管生产线 图/上海交大供图
2020中国工博会隆重开幕！工业自动化展这些亮点不容错过！
https://t.cn/A6A7e6qR
第22届中国工博会今日隆重开幕啦！本届展会以“智能、互联——赋能产业新发展”为主题，汇集了2600家+参展商，展示最新产品、技术以及成果。同时众多专业参会观众也将集聚一堂，以寻求商机和项目合作。
作为专注于工业智能自动化实力品牌，触想智能又亮相IAS展区，展位号是6.1H-F164。现场展出公司最新三大系列新品、众多解决方案等众多亮点。
智慧工厂六大解决方案明细，触想小编已经为大家整理过了。那么，今天就一起来看一看车载显示应用的吧！
工业特种车辆解决方案
应用产品：10.1寸车载安卓一体机
配置信息：Android/RK 3399/4G+32G
针对工业特种车的高信号覆盖、高稳定性、高环境复杂性等要求，触想安卓一体机内置GPS精准定位，加载4G/2G模块，全身防震设计，9-36V宽压供电，自研主板保证设备高稳定性，可同时外接VGA/HDMI等设备，支持联网、云空间、通电开机、远程唤醒、机身画面修改等功能，保障复杂环境下精确定位，以及高效稳定的运行。
高铁调度电话机解决方案
应用产品：15.6寸调度电话机
配置信息：Android/RK 3399/4G+32G
触想高铁调度电话机在既有的工业标准上，搭载自研主板，深度优化安卓系统；定制双电话听简+手持麦克风，内置喇叭+摄像头，可与列车视频免提通话，加装拨号数字按键，可联网，支持通电开机/远程唤醒/APP拓展等；支持主板二次开发，即开即用，满足列车运行监视、车次号自动跟踪、实际运行图自动生成等数据的显示、收集、储存功能。
农业车辆解决方案
应用产品：10.1寸车载一体机
配置信息：windows/J1900/2G+8G
针对现代化农机设备的需求，触想采用低功耗多核处理器，自研主板集成性/稳定性更高，专用车辆球头固定支架+GB2423防震动标准，配以全封闭金属外壳，满足抗冲击/抗震动/防尘防水/强光下操作等要求。支持宽温/宽压操作，支持联网/云空间，可外接监控摄像头/CAN总线接口，实现农田信息采集、遥感监测、位置监测等各种高要求。
以上解决方案详细内容将会在2020中国工博会6.1H-F164展位展出，现场亮点更加精彩纷呈，欢迎广大参会观众前往指导、交流，现场工作人员将为您更加详细的解析案例中用户的痛点问题与真正的需求点！
除此之外，在车载显示应用中，触想智能还解锁了大型路面工程机械车、叉车、塔吊起重机等众多特殊环境车载显示应用场景，现场了解干货更多，我们在上海工博会6.1H-F164展台等您。
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工业特种车辆解决方案
应用产品：10.1寸车载安卓一体机
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农业车辆解决方案
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配置信息：windows/J1900/2G+8G
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