针对高性能数控加工与增材制造技术的研发需求，在复杂曲面刀路生成技术、3-5轴曲线光滑插补技术、高精度加工在线误差补偿技术、金属增材制造、绿色增材制造技术与装备等方面进行了系统研究。发展了3D打印计算机辅助设计与制造技术，提出一种针对T样条曲面的新直接切片算法，算法快速可靠，可以实现T样条开曲面的均匀分层，为3D打印路径生成提供可靠基础。利用自主开发的FDM工艺3D打印机首次实现T样条曲面的3D打印，打印结果精确可靠，有效避免了传统打印方法带来的精度损失。构建了3D打印云制造平台，研究内容涵盖非结构化、多源实时数据的云存储和集群计算技术、云模式下的3D打印设计与制造资源建模封装技术、3D打印设计与制造资源云模式智能分配与个性化推送技术和3D打印制造资源状态属性评估与服务质量评价技术。开发了一种连续碳纤维-热塑性材料复合结构三维打印技术，能有效增强热塑性材料三维打印结构件的力学性能。提出一种三维打印结构自感知新方法，通过碳纤维力阻效应，实现结构件应变应力、结构损伤的自监测。围绕高分子微观形态，建立材料特性-工艺条件-微观结构-制品性能的关联模型，实现高端高分子产品的形、性一体化制造。利用超声波在异质界面的反射与透射行为以及对温度和压强的响应特性，研究成形过程中超声参量的演化行为，探讨微观结构对超声行为的影响规律，将其应用于注塑成型制品的控形、控性与控效。发展了磁阿基米德悬浮技术，对磁场特征进行解析，建立了磁阿基米德悬浮中物质悬浮高度与其密度之间的定量数学模型，该项技术可应用于生命科学、化学反应、环境工程、地质矿产和食品医药等众多领域。开展产品精度与质量工程技术研究，提出了新一代GPS标准体系、公差设计规范、远程运维标准，发展了三维精密测量技术、红外成像信号处理和机器视觉测量方法，实现了人机协同、特种机器人等智能制造技术。