国家战略与产业政策双重驱动推动车载复杂曲面光学构件需求激增，传统光学构件制造工艺面临着精度、效率和成本等各方面的挑战。当前国内注塑成型技术受限于设备精度、模具设计与工艺控制能力，无法满足大型复杂曲面构件批量化生产需求。宁波是全球汽车产业链重镇、光学构件细分领域龙头和注塑机全球翘楚，本项目可带动上游材料、中游装备、下游应用全产业链协同升级和国产化近程加速！本项目通过对光学树脂的光学性能与流变行为进行协同优化，建立“材料特性-工艺参数-模具设计”与光学特性之间的构效关系，突破光学塑件微结构的协同优化关键技术，反馈于光学性能调控模型，预测最优工艺窗口，实现在线数字化调控；建立以微开尺寸(微开尺寸的闭合速度)为中间量的工艺参数和大尺寸塑件光学性能的关系，揭示“工艺条件-流变学-结构数据”的数据转化机制，进而以此为基础完善“工艺条件-光学性能”关系；通过原位信息建立其与大尺寸光学塑件光学性能的作用机制，对工艺参数进行优化，降低工艺参数数量，结合人工神经网络算法实现工艺参数-流动剪切-压缩剪切-面型精度低以及双折射现象之间的串联；研究基于迭代学习的注塑成型过程模内压力稳定控制技术，研究强耦合、大滞后、强干扰条件下的机筒温度高精度预测控制技术，研究伺服电机驱动螺杆位置精准移动的滑膜控制技术，实现注塑成型过程模内温度/压力稳定控制。

①光学塑件微结构协同优化技术：通过跨尺度的分子-工艺协同控制，实现光学功能与注塑制造的精准平衡，开发基于分子取向与光学均匀性协同的注塑工艺技术，以调控光学塑件的微观结构，进而控制宏观光学性能、力学性能、加工性能等。②工艺条件在流变-冷却过程的转换技术：以“流-固作用为基础，固-流作用为目标”，通过流动剪切-压缩剪切往复作用，实现流动剪切引起的分子链取向不会传递到压缩剪切阶段，从而通过调控工艺参数将缺陷分两段消除，进而以此为基础完善“工艺条件-光学性能”关系。③大尺寸光学塑件密闭空间数据数据传递技术：以“原位数据为基础，人工智能工具”，依据原位温度数据和熔体运动速度信息为基础，分子链形态特征为中间变量，将原有的密闭空间打开，建立完整的数据库，从点连接到线连接乃至面连接，控制“材料-工艺-装备”的数据连接。④设计LSTM神经网络准确预测模内压力与阀口开度变化、模具微开位移等之间的非线性关系，设计变增益迭代学习控制提高压力控制精度。针对机筒温度控制，构建多变量动态耦合预测模型，开发模型预测控制提高温度控制的精度与鲁棒性。针对伺服电机驱动螺杆移动位置控制，采用滑模控制技术应对负载波动等，确保螺杆精准移动。

①技术上：由于多物理场仿真、智能算法、国产核心部件等关键技术已有扎实研发基础，技术路线具有高度可行性。NSGA-III与数字孪生技术已成功应用于汽车、电子行业，项目通过华为昇腾芯片算力支持（16TOPS），可满足实时优化需求；直线电机（±0.005mm）、纳米光栅尺（0.001μm分辨率）等核心部件汇川伺服电机和华中数控国产光栅尺已完成测试阶段，正在逐步量产；力劲塑机现有产品通过机械结构优化、控制算法迭代已经实现锁模位置控制精度达到±0.01mm，螺杆注射位置精度达到±0.02mm，注射重复精度±0.5%，自主研发的PID温度控制算法实现熔胶筒温度控制精度达到±0.5℃，模具内部温度控制精度±0.8℃；与北京化工大学合作共研的基于PC材料高稳定性、高效能塑化螺杆在实际测试过程中已经得到验证，其在光学产品塑化过程中有较强优势，塑化效率提升13%，塑化扭矩降低6%。②资源上：力劲塑机具于实力雄厚的产学研团队和强大的研发经费支撑。目前力劲塑机研发团队规模超过150人，团队具备深厚的理论基础，还拥有丰富的实践经验，可以胜任大型科技项目主导工作，能够快速灵活的应对项目中出现的各类问题，能够高效的将研发成果进行产业化应用。在多年的行业竞争中，也打造了一套先进的针对高端制造业的装备加工和制造体系，为技术方案转化提供了强有力的保障。另外，力劲塑机与国内众多优质设备、零部件供应商均建立的长期稳定的合作关系，相关核心设备和零部件如模具、热流道、螺杆、液压元件、驱动器、控制器等均采用联合技术研发的模式进行深度的基于产品性能提升的合作。③市场上：如“一、立项的背景和必要性”部分所述，新能源汽车与智能驾驶需求爆发，及国际国内利好政策法规的加持，国内车企比亚迪、蔚来等都明确要求快速实现核心光学件的自主供应，项目目标与市场需求高度契合。而且，项目开发装备成本预计200-400万元/台，仅为进口设备的40%-60%，国产装备性价比优势显著，国产化替代空间巨大。

本项目旨在攻克光学级复杂曲面构件注塑成形领域的关键技术难题，满足新能源汽车领域高端功能性车灯生产制造对高精度光学构件的迫切需求。项目将着力解决光学性能精准调控、注塑过程模内温度/压力稳定控制等科学问题，突破反压注射成形工艺、注射压缩工艺参数优化、高效塑化单元设计等核心/共性/关键技术。

预期成果包括研制出面向新能源汽车领域的大型复杂曲面光学构件注塑成型装备，实现螺杆移动位置精度≤±0.015mm，模具微开位移定位偏差≤±0.05mm，响应时间≤20ms等高性能指标，以及开发集成满足光学性能调控模型、反压注射成形工艺应用等关键控制算法和集成系统。

项目成果将广泛应用于新能源汽车、3C光电、航空航天等领域的高端光学产品制造，如新能源汽车车灯、AR-HUD导光板与车载激光雷达透镜等。在科技方面，将推动高精度、高稳定性注塑成形技术的创新发展；在经济方面，将提升我国高端光学产品的市场竞争力，创造显著经济效益；在社会方面，将为相关行业提供高精度制造解决方案，促进产业升级；在国防安全方面，可为军事光学装备提供关键技术支持，增强国防实力。

①科学、技术、产业预期指标及科学价值

科学价值：该项目聚焦光学性能调控模型、反压注射成形工艺、注射压缩工艺参数优化以及高端光学产品注射压缩成形关键技术等前沿领域。通过建立数字化调控理论和方法，开发高精度的注塑成形装备，项目将为光学级复杂曲面构件的生产提供科学依据和技术支撑。其研究成果有望填补国内在光学级注塑成形技术领域的空白，推动注塑技术向更高精度、更复杂形状的方向发展。

产业升级：项目将推动光学级注塑成形技术在新能源汽车、3C电子等高端制造领域的应用，促进相关产业的技术升级和产品创新。通过技术突破和产业化应用，项目还将带动上下游产业的协同发展，形成良好的产业生态。

②社会、经济、生态效益

社会效益：项目的实施将为相关行业培养一批高素质的技术人才，提升我国在高端注塑装备领域的自主创新能力。通过技术突破和产业化应用，项目还将促进制造业向高端化、智能化方向转型升级，为社会创造更多就业机会。

经济效益：项目预计在执行期内实现新增销售3000万元，申请发明专利4项，获得软件著作权2件。通过技术创新和市场拓展，承担单位将进一步巩固其在注塑机行业的领先地位，为地方经济发展注入新动力。