[編者按]材料成形與模具技術(shù)國家重點實驗室（以下簡稱“實驗室”）的前身是塑性成形模擬及模具技術(shù)國家重點實驗室，于1989年經(jīng)國家計委（現(xiàn)國家發(fā)改委）批準(zhǔn)，由時任校長黃樹槐教授、肖景容教授、崔崑教授等老一輩科學(xué)家負責(zé)籌建，1995年通過國家驗收，2006年更為現(xiàn)名。實驗室面向國家重大需求，圍繞高性能成形制造中形變/流變機制、形性協(xié)調(diào)控制方法、組織與性能演變規(guī)律等科學(xué)問題，開展應(yīng)用基礎(chǔ)與交叉創(chuàng)新研究，形成了成形工藝與數(shù)字化相結(jié)合、成形技術(shù)與材料學(xué)相結(jié)合的研究特色，是全球唯一可提供注塑、鑄造、沖壓、焊接、增材全系列材料成形過程模擬技術(shù)的研究機構(gòu)，解決了航空、航天、海洋、汽車、船舶、信息等領(lǐng)域一大批高性能關(guān)鍵零部件的卡脖子難題，為我國國防建設(shè)和國民經(jīng)濟建設(shè)做出了重要貢獻。

研究方向與成果

材料及其成形是支撐國民經(jīng)濟發(fā)展與國防建設(shè)的基礎(chǔ)技術(shù)，在航空航天、汽車、船舶、能源、機械等領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮著不可替代的作用，其發(fā)展水平是衡量國家裝備制造業(yè)自主創(chuàng)新能力的主要標(biāo)志之一。在國家安全形勢、國際競爭壓力、能源危機和環(huán)境污染日趨嚴(yán)峻的環(huán)境下，發(fā)展高端制造裝備、新能源裝備、高性能運載裝備及新型武器裝備已成為國家重要戰(zhàn)略需求。這些裝備高性能化的要求不斷提高，其關(guān)鍵零部件也日趨復(fù)雜化、大型化、整體化和薄壁化，并要求成形工藝日趨復(fù)合化與精密化，對材料及其成形制造技術(shù)提出了越來越高的要求。面對這些挑戰(zhàn)，需要不斷深入探索材料成形過程的機理與規(guī)律，解決材料成形過程中的材料形變規(guī)律、材料組織結(jié)構(gòu)與性能、控形控性這3 個基本科學(xué)問題。

實驗室瞄準(zhǔn)以上國家重大需求和學(xué)科前沿，逐漸確立了以下5 個主要研究方向。

（1）材料成形過程模擬理論與方法。研究材料在固態(tài)、液態(tài)條件下的形變（流變）規(guī)律和多場、多尺度下各因素間的耦合作用機制，構(gòu)建成形過程的計算模型，建立快速精確的數(shù)值計算方法，為全面真實地掌握材料的形變規(guī)律及機理、組織結(jié)構(gòu)演變和性能預(yù)測提供技術(shù)支撐。

（2）數(shù)字化模具設(shè)計制造技術(shù)。研究面向模具開發(fā)全過程的智能化設(shè)計、自動化制造、精益化生產(chǎn)過程優(yōu)化控制的理論與方法，建立模具設(shè)計制造的數(shù)字化平臺，克服模具開發(fā)過程中過于依賴經(jīng)驗造成的低效率、低可靠性的瓶頸問題，使模具設(shè)計制造由經(jīng)驗走向科學(xué)。

（3）快速成型與快速制模技術(shù)。研究激光與材料的相互作用機理，建立快速成形過程中零部件性能與精度的控制方法，形成材料–工藝–裝備一體化的成套技術(shù)體系，解決大型復(fù)雜高性能零部件的快速整體成形制造難題。

（4）精密成形工藝與裝備。研究材料在力場/溫度場作用下的組織結(jié)構(gòu)演變及形變規(guī)律，建立成形過程的控形控性方法，形成精密成形工藝–裝備成套技術(shù)體系，解決高性能零部件的高效、高精成形制造難題。

（5）先進材料制備與應(yīng)用。重點圍繞高性能工模具材料、合金材料、復(fù)合塑料、新能源材料、納米材料的制備與應(yīng)用，研究材料成分、制備工藝、組織結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，以及外場作用下的材料組織結(jié)構(gòu)演變機制，建立高性能材料的設(shè)計與制備方法，滿足關(guān)鍵零部件或器件對高性能材料及其成形技術(shù)的需求。

實驗室先后承擔(dān)國家級科研項目（課題）700 余項，其中國家重點研發(fā)計劃、國家重大科技專項、自然科學(xué)基金重大/重點項目、863、國防重點項目等重大/重點項目（課題）110余項，取得了系列標(biāo)志性成果，在引領(lǐng)相關(guān)學(xué)科發(fā)展、解決材料成形工業(yè)軟件卡脖子難題、推動我國國防建設(shè)和支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面發(fā)揮了不可替代的作用。獲國家科技獎勵24 項，提出的“表面模型”被國際學(xué)術(shù)界評價為“注塑成形模擬歷史上的重要里程碑”，研制的大型激光燒結(jié)增材制造裝備被兩院院士評為“中國十大科技進展”。

2016～2020年，實驗室科研能力顯著提升，新增國家級重大/重點項目牽頭23 項、參與30 項，國家杰出青年科學(xué)基金3 項，國家優(yōu)秀青年科學(xué)基金5 項，科研經(jīng)費達4.99 億元；發(fā)表SCI 論文2556 篇，其中CNS 子刊論文9 篇、影響因子大于10 的論文421 篇、高被引論文65 篇、熱點論文10 篇；獲授權(quán)發(fā)明專利425 件。作為第一單位，獲國家自然科學(xué)二等獎1 項、國家技術(shù)發(fā)明二等獎1 項、國家科技進步二等獎2 項、省部級一等獎13 項。

科研平臺與人才隊伍

實驗室圍繞研究方向和發(fā)展目標(biāo)，通過購置和自主研制，已擁有大量先進的材料制備、成形、性能測試與組織分析設(shè)備，如火花放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)、鋰電池智能制造裝備、精密塑料注射成形機、雙動擠壓液壓機、高精度八軸機器人焊接系統(tǒng)、雙激光多材料激光選區(qū)熔化增材制造裝備、液態(tài)金屬高壓成形機、熱力模擬試驗機、原位納米力學(xué)測試系統(tǒng)、動態(tài)力學(xué)分析儀、綜合物性測試系統(tǒng)、單晶X 射線衍射儀、微納操縱及原位光電分析掃描電鏡系統(tǒng)、場發(fā)射俄歇電子能譜儀、光電流原子力顯微鏡等，建立了材料設(shè)計與制備、材料成形技術(shù)、材料性能測試、材料顯微分析等4 個實驗平臺，為開展高水平科學(xué)研究、培養(yǎng)高層次人才提供了良好的硬件支撐。

實驗室依托華中科技大學(xué)材料科學(xué)與工程“211”/“985”/“雙一流”重點學(xué)科，堅持人才培養(yǎng)與人才引進并舉，打造了一支以院士為指導(dǎo)、中青年為骨干、團隊協(xié)作的科研隊伍?，F(xiàn)有固定人員102 人，其中：教授62 人，副教授32 人，具有博士學(xué)位的人員占96%，具有海外經(jīng)歷的人員占70%，40 歲以下的人員占39%。目前實驗室有中國工程院院士3 名，國家杰出青年科學(xué)基金獲得者7 名、優(yōu)秀青年科學(xué)基金獲得者8 名，國家“萬人計劃”科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才5 名、青年拔尖人才1 名，“新世紀(jì)百千萬人才工程”國家級人選3 名，教育部“長江學(xué)者獎勵計劃”特聘教授4 名、青年學(xué)者4 名，教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才12 名，國家海外引進高層次人才1 名、青年人才15 名，教育部創(chuàng)新團隊2 個，科技部創(chuàng)新團隊1 個，湖北省創(chuàng)新團隊6 個。

學(xué)術(shù)交流與合作

2016～2020年，實驗室主辦/承辦國際學(xué)術(shù)會議10 次、國內(nèi)學(xué)術(shù)會議24 次，在國際學(xué)術(shù)會議上做主題/特邀報告44 人次、在國內(nèi)會議上113 人次，在國際學(xué)術(shù)機構(gòu)/期刊任職40 人次、在國內(nèi)學(xué)術(shù)機構(gòu)/期刊任職186 人次。邀請德國工程院院士Christoph Leyens 教授、澳大利亞科學(xué)院院士/中國科學(xué)院外籍院士米耀榮教授、俄羅斯科學(xué)院外籍院士牛濟泰教授等國內(nèi)外知名學(xué)者來室開展學(xué)術(shù)交流合作，持續(xù)舉辦杰出學(xué)者論壇252 期。牽頭成立了中歐增材制造技術(shù)聯(lián)合實驗室（與英國斯旺西大學(xué)合作）、湖北省增材制造技術(shù)國際科技合作基地（與比利時魯汶大學(xué)、美國德克薩斯奧斯丁分校等合作）等國際合作平臺，承擔(dān)了歐盟地平線2020 計劃、歐盟框架七、政府間科技合作重點專項等國際合作項目20 余項。

實驗室大力推進“政產(chǎn)學(xué)研用”全方位協(xié)同創(chuàng)新，構(gòu)建了“研究院–聯(lián)合實驗室–項目合作–科技企業(yè)孵化”4 類產(chǎn)學(xué)研結(jié)合與成果轉(zhuǎn)化模式：

（1）建設(shè)區(qū)域和行業(yè)的技術(shù)研發(fā)與成果轉(zhuǎn)化基地，如采用政府與企業(yè)提供辦公場地和資金，實驗室投入人力和技術(shù)的方式與黃石市政府共建“黃石科創(chuàng)模具技術(shù)研究院”、與海爾集團共建“國家家電模具工程技術(shù)研究中心”、與武鋼集團共建“華中科技大學(xué)-武鋼研究院”；

（2）與行業(yè)龍頭企業(yè)共建聯(lián)合實驗室，包括航空領(lǐng)域航材院、聲學(xué)部件領(lǐng)域瑞聲公司、家電領(lǐng)域美的公司、精鍛領(lǐng)域太平洋精鍛公司等，合作方按年度提供研究經(jīng)費，雙方共同開展科研攻關(guān)；

（3）與航空工業(yè)、中國航發(fā)、航天科技、航天科工、中船、中車、一汽、東風(fēng)、華為等1000 余家企業(yè)開展了項目合作，近十年合作經(jīng)費超過3 億元，解決了一大批制約企業(yè)發(fā)展的技術(shù)瓶頸問題；

（4）基于實驗室研究成果，孵化了華科三維、武漢維景、益?？萍嫉葎?chuàng)新型企業(yè)，推動了增材制造、模具信息化等成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用。