本項目聚焦于單晶金剛石刀具磨削測量一體化技術(shù)，旨在通過功能復(fù)合紅外窗口設(shè)計和金剛石刀具優(yōu)化，提升紅外窗口表面的抗反射與超疏水性能。項目首先構(gòu)建紅外窗口表面微納米結(jié)構(gòu)及其功能預(yù)測模型，建立結(jié)構(gòu)-功能數(shù)據(jù)庫。隨后，基于微納米結(jié)構(gòu)功能預(yù)測模型，開發(fā)智能優(yōu)化設(shè)計模型，實現(xiàn)紅外窗口表面超疏水與光學(xué)增透功能的復(fù)合。此外，項目深入研究單晶金剛石刀具的研磨工藝與晶相布局優(yōu)化，建立研磨效率、耐磨性與晶面取向的關(guān)聯(lián)模型，提升刀具性能。最后，使用設(shè)計的圓弧刃口檢測算法，實現(xiàn)刀具在位檢測與質(zhì)量評價，并通過超精密加工實驗驗證刀具性能與功能復(fù)合模型的設(shè)計效果。

本項目旨在實現(xiàn)單晶金剛石刀具磨削測量一體化技術(shù)的突破，具體目標(biāo)包括：1）建立紅外窗口表面微納米結(jié)構(gòu)及其功能預(yù)測模型；2）開發(fā)基于微納米結(jié)構(gòu)功能預(yù)測的智能優(yōu)化設(shè)計模型，實現(xiàn)紅外窗口表面超疏水與光學(xué)增透功能的高效復(fù)合；3）優(yōu)化單晶金剛石刀具的研磨工藝與晶相布局，提升刀具的研磨效率、耐磨性與加工精度；4）實現(xiàn)刀具在位檢測與刃口質(zhì)量評價；5）通過超精密加工實驗驗證單晶金剛石刀具的性能與功能復(fù)合模型的設(shè)計效果，為后續(xù)技術(shù)推廣奠定基礎(chǔ)。

項目圍繞紅外窗口表面高抗反射性與超疏水性功能復(fù)合需求，系統(tǒng)研究了微納結(jié)構(gòu)對抗反射性和超疏水性的影響機(jī)制，構(gòu)建了基于PINN的抗反射性微納結(jié)構(gòu)預(yù)測模型，以及基于理論先驗與殘差學(xué)習(xí)的超疏水性微納結(jié)構(gòu)預(yù)測模型，并結(jié)合可制造性強化學(xué)習(xí)優(yōu)化實現(xiàn)了微納結(jié)構(gòu)的逆向幾何參數(shù)設(shè)計，為功能復(fù)合表面提供了智能化設(shè)計方法。在單晶金剛石刀具設(shè)計方面，項目從理論建模、刃口檢測算法開發(fā)到實驗驗證，形成了一套完整的金剛石刀具優(yōu)化加工工序，顯著提升了刀具的精度與性能，為高精度刀具開發(fā)提供了理論支持與技術(shù)手段，在精密加工與制造領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價值。