突破性技術的案例
金屬3D打印入選MIT2018年“全球十大突破性技術”
摘要：“有些技術已經應用多年，有些則是意外之喜。無論如何，以下是我們認為將在未來的幾年對我們的工作和生活產生巨大影響的技術突破。”
自2001年起，我們每年都會選出我們眼中的“十大突破性技術”。
人們通常會問，你們所說的“突破性”指的是什么？這個問題問得合情合理：我們選出的技術中有些并沒有得到廣泛應用，然而有些則即將實現商業化。實際上，我們尋找的是即將對我們的生活產生深遠影響的單項技術或者一系列技術。今年，人工智能領域一項被稱作GAN的技術正在賦予機器想象力；人造胚胎，盡管面臨棘手的倫理限制，但它正在重新定義生命產生的方式，為關于人類生命發展早期階段的研究打開了一扇窗戶。
在可預見的未來，天然氣很有可能是我們的主要能源來源之一，而一家位于德克薩斯州化工產業中心的實驗性工廠正在嘗試利用天然氣來創造清潔能源。這些，以及這份榜單上的其他技術，都值得我們密切關注。
01
3D金屬打印
入選理由：新型設備首次讓3D打印金屬零部件成為實用型技術
技術突破：3D金屬打印機實現了低成本快速金屬物體打印
重大意義：按需打印大型復雜金屬物體的能力將為制造業帶來變革
主要研究者：Markforged、Desktop Metal、GE等
成熟期：現在
雖然 3D 打印技術已經存在了幾十年，但它之前仍然局限在業余愛好者和設計師的小圈子內，只是用來制造一次性原型。而且，之前的 3D 打印技術使用任何非塑料材料（尤其是金屬）時，成本非常昂貴，速度也慢得讓人無法接受。
展開 重新認識HFSS | 突破性混合算法技術更新及應用
11月，Ansys推出『電磁場仿真黃金工具HFSS的關鍵技術』專題，該系列網絡研討會一共包括6場，更多關于智能終端/家居、陣列天線仿真、場路協同仿真、HFSS中的HPC技術、HFSS中的網格技術和突破性混合算法技術將在本專題中做詳細介紹，本場將向來賓詳細介紹HFSS突破性混合算法技術更新與應用介紹。
會議信息
11/19
HFSS突破性混合算法技術更新與應用介紹
時間：11月19日 （星期四），16:00-17:00
活動形式：網絡直播
費用：免費
簡介
電磁場仿真一直面臨著復雜材料、多尺度模型以及電大尺寸等問題的挑戰。HFSS包含有限元、積分方程、時域算法、高頻算法等技術體系。然而，針對復雜的應用場景和不斷提升的仿真需求，突破性的核心技術是混合求解算法。采用混合算法+HPC，HFSS可輕松應對復雜天線陣列、天線罩、載體天線布局、復雜電磁兼容以及大場景電磁環境等高挑戰技術難題。本次網絡研討會將聚焦混合算法，帶您感受全新的HFSS及其酷炫的大尺度應用案例。
展開 MIT發布2018年“全球十大突破性技術”
摘要：“有些技術已經應用多年，有些則是意外之喜。無論如何，以下是我們認為將在未來的幾年對我們的工作和生活產生巨大影響的技術突破。”
來源：《麻省理工科技評論》
自2001年起，我們每年都會選出我們眼中的“十大突破性技術”。
人們通常會問，你們所說的“突破性”指的是什么？這個問題問得合情合理：我們選出的技術中有些并沒有得到廣泛應用，然而有些則即將實現商業化。實際上，我們尋找的是即將對我們的生活產生深遠影響的單項技術或者一系列技術。今年，人工智能領域一項被稱作GAN的技術正在賦予機器想象力；人造胚胎，盡管面臨棘手的倫理限制，但它正在重新定義生命產生的方式，為關于人類生命發展早期階段的研究打開了一扇窗戶。
在可預見的未來，天然氣很有可能是我們的主要能源來源之一，而一家位于德克薩斯州化工產業中心的實驗性工廠正在嘗試利用天然氣來創造清潔能源。這些，以及這份榜單上的其他技術，都值得我們密切關注。
一、3D金屬打印
入選理由：新型設備首次讓3D打印金屬零部件成為實用型技術
技術突破：3D金屬打印機實現了低成本快速金屬物體打印
重大意義：按需打印大型復雜金屬物體的能力將為制造業帶來變革
主要研究者：Markforged、Desktop Metal、GE等
成熟期：現在
雖然 3D 打印技術已經存在了幾十年，但它之前仍然局限在業余愛好者和設計師的小圈子內，只是用來制造一次性原型。而且，之前的 3D 打印技術使用任何非塑料材料（尤其是金屬）時，成本非常昂貴，速度也慢得讓人無法接受。不過現在，隨著成本越來越低，使用也越來越簡單，這項技術有望成為可用于零部件生產的實用技術。如果它被廣泛應用，將有可能改變我們大規模量產產品的方式。
展開 11/19 HFSS突破性混合算法技術更新與應用介紹
HFSS包含有限元、積分方程、時域算法、高頻算法等技術體系。然而，針對復雜的應用場景和不斷提升的仿真需求，突破性的核心技術是混合求解算法。采用混合算法+HPC，HFSS可輕松應對復雜天線陣列、天線罩、載體天線布局、復雜電磁兼容以及大場景電磁環境等高挑戰技術難題。本次網絡研討會將聚焦混合算法，帶您感受全新的HFSS及其酷炫的大尺度應用案例。
講師簡介：
王曉峰
高頻電磁場仿真
主任應用工程師，工學碩士，畢業于電子科技大學電磁場與微波技術專業。先后在Sigrity公司，EMSS公司，Altair公司從事軟件開發和電磁場仿真應用支持等工作。在天線微波、目標特性及電磁兼容等領域擁有十多年的電磁仿真經驗，為眾多國內科研院所提供了仿真支持及咨詢工作，對電磁場仿真算法體系及相關軟件有系統性了解和研究。
點擊報名：http://event.31huiyi.com/1948291490/index?c=jishulink
展開 
【Ansys線上直播回看】HFSS突破性混合算法技術更新與應用介紹
HFSS包含有限元、積分方程、時域算法、高頻算法等技術體系。然而，針對復雜的應用場景和不斷提升的仿真需求，突破性的核心技術是混合求解算法。采用混合算法+HPC，HFSS可輕松應對復雜天線陣列、天線罩、載體天線布局、復雜電磁兼容以及大場景電磁環境等高挑戰技術難題。
此次網絡直播吸引了眾多觀眾在線觀看，在會后我們也陸續收到在線觀眾以及其他用戶前來詢問，在此附上本場網絡直播錄播內容，供大家回看學習。
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展開 11/5 陣列天線仿真技術挑戰與突破性技術更新
課程簡介：
天線是移動通信系統的重要組成部分，尤其進入5G時代，天線技術也日趨復雜，而大規模陣列天線是其關鍵技術之一，HFSS作為天線設計的黃金工具，在業界一直廣受推崇。從有限大陣列技術問世以來，HFSS在陣列天線求解方面屢次突破，在2020 R1版本中利用業界獨有的“非匹配網格技術”實現了非規則陣列天線的快速求解，從而快速高效的設計和仿真。
講師簡介：
張旭
畢業于蘇州大學電磁場與微波專業，獲工學碩士學位。長期從事天線設計研發，無源器件設計等電磁場與微波相關工作。現任Ansys高級應用工程師，負責高頻產品線的方案開發、咨詢與技術支持等工作。
點擊報名：http://event.31huiyi.com/1948276865/index?c=jishulink
展開 CCUS新技術--礦化：跟我一起探索碳捕集利用與封存方向的突破性技術！
為了對我們的凈零之旅產生突破性影響，我們正在探索一系列下一代技術，以幫助我們實現建筑環境的脫碳。碳捕獲、利用和儲存 (CCUS) 是我們尋找的產品組合中最重要的技術之一。今天介紹的這個技術來自國外，這是在30多個CCUS項目正在進行實踐中，廠家也正在測試的技術將為2030年以后的業務脫碳奠定基礎。
最令人興奮的 CCUS 技術之一被稱為“礦化”，或將 CO 2鎖定在礦物質中。研發單位正在與意大利能源公司 Eni 合作，推進他們的碳捕獲產品組合，將人們運營中產生的 CO 2重新用于生產的綠色水泥。Eni 正在將其碳捕獲和礦化專業知識用于將 CO 2儲存到橄欖石中，橄欖石是一種廣泛使用的礦物。研發單位的創新中心的研究人員正在探索使用這種碳酸化橄欖石作為一種新的低排放原材料來配制我們的綠色水泥。
創新和技術發展是成功應對能源轉型挑戰的戰略關鍵，它將利用 Eni 的研發專業知識和 Holcim 的經驗。通過為難以減排的行業提供合適的解決方案，這項技術使人們能夠加快脫碳進程。Holcim 和 Eni 的全球運營，加上 olivine 在全球范圍內的廣泛可用性，將使該 CCUS 解決方案具有高度可擴展性。它將使 CO 2永久封存 到建筑材料中以實現更環保的建筑，從而增加我們范圍廣泛的創新低排放原材料。研發廠家的團隊目前正在繪制歐洲最相關的地點，以進行工業規模的試點。這種伙伴關系符合人們的凈零旅程以及埃尼對其行業脫碳的承諾。
世界需要變革性技術來加速人們向凈零排放的過渡。通過將 CO 2儲存 在橄欖石等新礦物中，廠家正在擴大我們的綠色水泥解決方案范圍，使可持續建筑在全球成為現實，同時減少企業運營的足跡。
展開 【Ansys線上直播回看】陣列天線仿真技術挑戰與突破性技術更新
『點擊觀看直播回放』
天線是移動通信系統的重要組成部分，尤其進入5G時代，天線技術也日趨復雜，而大規模陣列天線是其關鍵技術之一，HFSS作為天線設計的黃金工具，在業界一直廣受推崇。從有限大陣列技術問世以來，HFSS在陣列天線求解方面屢次突破，在2020 R1版本中利用業界獨有的“非匹配網格技術”實現了非規則陣列天線的快速求解，從而快速高效的設計和仿真各類復雜陣列天線問題。
此次網絡直播吸引了眾多觀眾在線觀看，在會后我們也陸續收到在線觀眾以及其他用戶前來詢問，在此附上本場網絡直播錄播內容，供大家回看學習。
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展開 SPACECLAIM的突破性技術——網格劃分
SpaceClaim Meshing是基于直接建模思路的網格劃分技術，經過一次網格定義，幾何模型改變后網格會自動變化，由于網格劃分和幾何都在spaceclaim中，使得操作更加便捷。
SpaceClaim Meshing旨在提供交互式的幾何與網格劃分工具，實現高保真六面體網格劃分，對網格單元質量要求較高的顯示動力學等分析類型而言是福音。
SpaceClaim Meshing最主要的兩大突破
突破 1：SpaceClaim利用直接建模工具與MultiZone網格方法相結合。
利用該方法，使六面體網格生成的時間從幾天縮短到幾小時，極大減少了構建六面體網格所需的時間。
突破2：強大的模板建模方法，可自動執行重復性網格劃分任務。
通過關聯設置保留模板，可對同類幾何模型自動執行六面體網格劃分。
展開 【行業觀察】我國橋梁伸縮裝置創新性技術突破
安裝 U 型螺栓下部時和橋梁預埋鋼筋連接，上部用螺帽固定住梳齒板，上下都采用鋼性牢固連接，這樣必然導致箱內用于要實現多向變位的轉軸等部件沒有了工作空間，最終無法實現多向變位；箱體周圍被混凝土包裹住，失去了活動量，自然就成為了一種擺設，沒有實際用處。為此，通過大量的市場調研后，證明在實際的工程應用中也無法實現多向變位功能，240 型以下的產品變位功能通過齒間空隙完成，任何形式的伸縮裝置都能實現。
實現技術多重突破
如何切實解決模數式和梳齒式伸縮裝置廣泛存在的常見病害與缺陷？
近日，我國重要的鋼鐵工業基地、全國最大的稀土生產和科研基地包鋼集團生產的橋梁伸縮裝置用 π 型鋼首次面世，填補了世界高速公路伸縮裝置領域異型鋼空白。通過現場走訪，發現以該種 π 型鋼為原材料的一種顛覆傳統伸縮裝置——加強錨固型整體梳齒式橋梁伸縮裝置問世，并獲得了良好的市場口碑和一定的市場占有率。
據悉，加強錨固型整體梳齒式橋梁伸縮裝置從耐久性、減振降噪及行車舒適性、免維護性能、防水性能等幾大方面，對橋梁伸縮裝置進行了創新性性能提升，解決了目前行業內傳統梳齒式及模數式伸縮裝置易損壞的技術難題，實現了六大技術突破，大大降低了全壽命周期內的運營成本，社會與經濟效益明顯。
技術突破一：異型鋼生產方面
首先，從原材料上看，伸縮裝置用 π 型鋼采用了抗腐蝕性、耐磨性、抗沖擊、抗拉拔和耐久性更好的稀土鋼原材料，填補了世界高速公路伸縮裝置領域特殊異型鋼空白。
技術突破二：結構耐久性方面
加強錨固型整體梳齒式橋梁伸縮裝置是伸縮裝置整體一次成型及榫卯結構的實際應用，解決了傳統梳齒式伸縮裝置螺栓易松動脫落、梳齒板易損壞的難題。
展開 專訪歐得光電 | 硬核技術助力OLED發光材料關鍵性突破
值得一提的是，歐得光電在材料開發制造中一直堅持綠色環保原則，為了減少環境污染，其通過技術升級達到綠色合成的效果。任鶯歌董事長表示：“綠色合成首先通過減少溶劑使用量來降低污染物的排放。以某種紅光材料為例，業界普遍需要5000升溶劑來生產5公斤材料，而歐得光電只用500升溶劑便能生產10公斤材料。”
在技術人才隊伍建設上，歐得光電研發帶頭人及多名骨干近20年合成材料開發與生產經驗，能快速實現技術到產業的轉化。擁有十多項發明專利，數千個定制小試研發工藝、數百項新材料中試經驗，幾十個穩定產能項目。其能夠得到國內外新材料化學領域專家指導，并且包括清華大學、西安交通大學、吉林大學、中山大學等團隊技術的協助。
對于OLED相關關鍵材料被日韓等國外企業壟斷的情況，任鶯歌董事長表示，解決這問題的關鍵需要國內材料設計專家與合成專家共同努力，在國內自主專利上協作研究，開發出適應性強、能真正進入商業化的專利出來。歐得光電會結合自身多年來的專業優勢和經驗，配合我們的材料專家快速解決材料開發中的合成技術難題，實現材料選擇中萬里挑一的進程。
助力產業鏈突破升級
CINNOResearch預測，2022年中國國內AMOLED顯示材料(≤G6)市場用量有望超60噸。目前國內OLED材料企業主要集中在技術壁壘沒有那么高的中間體、單體粗品環節，要想實現產業鏈突破，仍然需要從系統上下功夫，解決終端材料合成和升華的需求。
“歐得光電在OLED有機合成材料服務領域，從業務模式來看，其實并沒有直接競爭對手。”任鶯歌董事長談及業內競爭時候表示，“歐得光電的業務側重點和優勢在于自主合成研發能力和產業化技術的推進能力，可以服務于整個OLED產業鏈。
展開 
蘭大《Nature》子刊：超導帶材損傷演化檢測技術突破性進展！
基于這一新的實驗研究途徑及其實驗結果，發現了YBCO二代超導材料在使役環境下材料損傷的磁場敏感性，即穿透深度遠大于貫穿裂紋，進而揭示出這種損傷模式完全不同于傳統推測的貫穿裂紋破壞模式。其次，通過逐層腐蝕和SEM掃描，還發現了這種YBCO二代帶材從基底向上傳播的新破壞模式，且損傷尖端存在一種非晶化現象，如圖6所示。
圖5. 損傷與磁光圖像的對應。
圖6. 自下而上的破壞模式和裂尖非晶化
近日，上述研究成果以“Probing of the internal damage morphology in multilayered high-temperature superconducting wires”為題在國際知名期刊 Nature Communications上發表，周又和教授與張興義教授分別為論文第一作者和通訊作者，團隊成員劉聰副教授和博士生沈磊為其余作者。該論文研究得到了國家自然科學基金青年項目(No. 11902130)、面上項目(No. 11872196)和國家111引智項目(No.B14044)的資助。
展開 Moldex3D模流分析之微透鏡數組成型技術突破性進展
在Moldex3D仿真分析軟件的幫助下，雙面微透鏡數組成型技術與效率得到大幅提升，亦滿足現今光學產業高性能且微小輕薄的需求。
圖5 模擬與實際成型的光彈條紋
圖六 透過成型微透鏡觀察到的畫面
結果
此案例藉由Moldex3D分析不同流道設計和成型參數之優缺點，通過采用直接澆口取代原本扇形澆口設計，材料利用率提高到66.3%，從而成功生產出微透鏡數組，其材料使用率是扇形澆口的三倍。射出成型和射出壓縮成型參數經過優化之后，翹曲和收縮程度也被大幅度改善。最終，在實際成型實驗中完成了雙面透鏡數組的制作，結果顯示出與Moldex3D模擬高度相符。
6/29 HFSS技術突破與應用場景更新——雷達天線與系統
此次會議講解HFSS在雷達天線與系統行業的某些典型應用場景下的突破性技術，比如基于3D Component技術實現更靈活更快速的大型陣列天線仿真，最新的網格融合技術大幅提升復雜跨尺度問題的網格剖分效率，應用場路協同仿真技術更準確評估射頻電路和天線的系統性能，以及對雷達天線罩問題進行多物理場仿真分析等，這些更新的仿真技術能解決傳統設計過程中面臨的巨大挑戰，幫助用戶更高效完成創新性產品研發。
Moldex3D模流分析之微透鏡數組成型技術突破性進展
在Moldex3D仿真分析軟件的幫助下，雙面微透鏡數組成型技術與效率得到大幅提升，亦滿足現今光學產業高性能且微小輕薄的需求。
圖5 模擬與實際成型的光彈條紋
圖六 透過成型微透鏡觀察到的畫面
結果
此案例藉由Moldex3D分析不同流道設計和成型參數之優缺點，通過采用直接澆口取代原本扇形澆口設計，材料利用率提高到66.3%，從而成功生產出微透鏡數組，其材料使用率是扇形澆口的三倍。射出成型和射出壓縮成型參數經過優化之后，翹曲和收縮程度也被大幅度改善。最終，在實際成型實驗中完成了雙面透鏡數組的制作，結果顯示出與Moldex3D模擬高度相符。
