高固含量热固性固体推进剂3D打印技术

3D打印技术相比于传统的固体推进剂浇注成型方法具有更高的制造灵活性和安全性。对于高固含量(质量分数大于85%)的固体推进剂材料,传统挤出打印方式存在挤出不连续、成型质量差等问题,限制了发动机的整体性能。针对上述问题,基于超声减摩辅助挤出原理设计了双超声振子共振挤出高固含量热固性固体推进剂打印头。重点探究了打印过程中打印温度、挤出压力、喷嘴直径等关键工艺参数对于打印推进剂材料孔隙率的影响。在打印温度为70℃、挤出压力为0.6 MPa、喷嘴直径为φ1.7 mm,打印层高间距比为0.8的最优工艺参数条件组合下,可打印制备固含量为88%、孔隙率为3.46%、打印制造误差被控制在0.4%以内的复杂变燃速热固性固体推进剂药柱结构,同时打印样件的拉伸强度较传统浇注样件提升56%,为复杂高固含量固体推进剂药柱结构的制造提供了一个新思路。

一种用于激光固化快速成形的低翘曲光敏树脂的研究

针对在激光固化快速成形过程中 ,树脂的收缩引起零件较大变形的问题 ,研究制备了一种低翘曲混杂型光敏树脂 .这种树脂体系结合了自由基和阳离子聚合体系的优点 ,克服了金翁盐引发环氧阳离子开环光聚合的缺点 ,其固化速度接近于自由基型光固化速度 ,而且固化物的力学性能有所提高 .用该树脂在激光固化快速成形机上实机制作零件 ,零件基本没有翘曲变形 ,这种低翘曲性树脂扩大了激光固化快速成形技术在工业产品设计及开发中的应用范围 ,使制作精度达到了 0 2 %

激光快速成型中影响光固化材料收缩变形的研究

制备了激光快速成型用光固化树脂 ,分析了光固化树脂收缩的原因 ,研究了光固化树脂的收缩行为对成型零件翘曲和变形的影响 ,从树脂本身微观分子结构和引起翘曲的机理方面来解释零件的变形行为 。

激光快速成形中材料线收缩对翘曲性的影响

针对激光快速成形过程中光固化时零件产生翘曲的问题 ,从光固化树脂的体收缩和线收缩 2个角度进行实验研究 ,发现体收缩对成形零件的翘曲变形并没有直接的影响 ,而线收缩对零件翘曲有着非常重要的影响 ,线收缩愈大 ,则零件翘曲愈厉害 ,但翘曲性除与线收缩有直接关系外 ,还与树脂材料本身结构有关。用双悬臂测试件及闭合桥结构测试件进行了验证 ,为改善成形零件翘曲 ,提高成形精度提供了一定的理论和实验依据。

SL法用光固化树脂中聚合物填充剂对收缩性影响研究

本文用聚合物填料对SL用光敏树脂进行改性处理 ,研究了填料量对树脂粘度、密度、固化速度 ,以及对固态聚合物密度、线收缩、和体收缩的影响 ,并经激光快速成型机验证 。

光固化快速成型中光敏树酯的光学特性对成型的影响(英文)

研究了光固化快速成型中光敏树酯的光化学过程、光敏树脂与固化光源的匹配性以及对光吸收特性和固化特征 ,分析了这些因素对成型过程的影响 。

用于立体光造型法的光固化树脂的收缩性研究

设计了多种用于立体光造型 (SL)法的光固化树脂配方 ,对影响其体收缩和线收缩的几种因素进行了研究 .研究表明 ,各因素对光固化树脂体收缩和线收缩的影响并不一致 .体收缩主要与单位体积内官能团的数量有关 ,而线收缩不仅与单位体积内官能团的数量有关 ,而且与树脂中各成分的具体分子结构有关 .

激光快速成形中时间效应与零件翘曲性关系研究

研究了激光快速成形中树脂固化过程以及固化收缩滞后于聚合速度的现象 ,提出了收缩完成的时间效应概念 ,通过实物原形制作研究了时间效应对零件翘曲的影响及几种表现 ,并利用时间效应对成形工艺进行了改进 ,使零件翘曲性得到很大的改善。

集成电路芯片(IC)压印光固离子刻蚀法研究

对压印光固化离子刻蚀法制作集成电路芯片的工艺过程进行了研究 ,对用于压印成形的光固化离子刻蚀材料进行了试验开发 ,并对其压印过程、微复形质量、缺陷控制等问题进行了研究。最后根据压印光固化刻蚀材料的特性确定了合适的压印工艺。

工程教育认证标准下的课程教学设置

深入剖析工程教育认证标准的内涵,根据工程教育认证三大核心理念:以学生为中心、基于产出(OBE)及持续改进重构课程教学体系。现以"机械工程测试技术"为例,在课程大纲的确定、教学体系的设置、综合性实验的开设、实验评价量规表及课程持续改进等方面深入阐述在工程教育认证标准下专业核心课程的建设理念和过程,经过近2年的实施效果来看,学生在理论知识掌握的深度及问题解决能力等方面均得到了提高,有效保证了本专业毕业生培养质量。同时,可为正在进行工程教育认证的专业提供具体课程重建的参考。

基于工程教育认证的实验教学质量评价体系

根据工程教育认证理念下实验教学评价指标设计、标准设置、数据获取及分析的基本准则与方法原理,提出一套包含学生、教师、专家及教学管理人员三位一体的实验教学质量评价体系,开发推行以学生为评价主体融"评学"与"评教"为一体的实验教学在线评价系统,健全和完善基于工程教育认证的实验教学质量评价机制,为工程类专业教学质量持续改进提供可靠的数据来源。

面向“中国制造2025”双能力融合的智能制造人才培养探索与实践

我国高等工程教育长期以来存在重视学生技术性能力培养忽视非技术性能力培养的问题,机械工程学院前瞻性地开展了双能力融合人才培养探索。深入聚焦双能力融合的新型工程人才培养,围绕能力培养目标及教学体系设计、智能制造教学平台构建、基于主动学习的教学模式改革、面向产出的多主体教学质量评价与激励机制建设等重点内容,全方位推进教学改革,成效显著,为“中国制造2025”所需的新型工程人才培养提供了新范式。

开放式机械创新实验教学模式体系研究与实践

针对原有的开放式机械创新实验教学存在的问题,较系统地研究了开放式机械创新实验教学模式及实验体系;通过实验教学实践证明,研究和改革所形成的开放式机械创新实验教学模式和体系顺应了创新性人才培养的新要求,对于进一步规范开放创新实验教学、提升开放创新实验教学质量和效果、以及提高实验室的开放性和利用率都能够起到积极的促进作用。

低能电子束原位固化树脂基复合材料纤维铺放制造及性能

针对树脂基复合材料热压罐固化能耗高、工艺周期长以及高能电子束固化辐射大,设备笨重等问题,研究125 keV低能电子束与纤维铺放相结合的复合材料原位固化分层制造方法及复合材料性能。试验结果表明,125 keV低能电子束穿透能力较差,在辐照固化过程中电子能量衰减很大,不能穿透0.125 mm单层预浸带,双面辐照能够穿透复合材料预浸带且辐照剂量分布均匀。由于低能电子束固化过程温度低,即使辐照剂量达到250 kGy,固化度及玻璃化转变温度仍然只有60.7%和48.3℃。但经加热后固化处理后,复合材料的固化度及玻璃化转变温度得到了大幅度提高,50 kGy双面辐照复合材料层压板经180℃加热30 min后固化处理,其固化度从16.7%上升到97.4%,玻璃化转变温度从–3.2℃提高到167.3℃,同时试验结果表明经50 kGy双面辐照及热后固化复合材料的层间抗剪强度达到59.62 MPa,接近高能电子束固化复合材料层间抗剪强度。

压印对正系统中标记图像几何畸变的校正

在综合分析了多种线性及非线性畸变后,建立了三次多项式图像系统畸变模型。采用基于控制点偏差目标函数最小优化法进行畸变模型的求解,并通过计算自标定偏差均方差与互标定偏差均方差对标定结果进行了评定。结果表明,模型求解误差为0.22μm,通过校正标记图像几何畸变引入的定位误差由2.5μm降低到0.25μm,可实现压印对正系统中标记图像几何畸变的校正,实现精确定位。

智能制造学科交叉实验平台建设与应用

以培养跨学科复合型人才为目标,构建了智能制造学科交叉实验平台。该平台以微涡发动机核心零部件为载体,能够实现产品设计、加工制造、智能管理、物流服务等产品全生命运行和监控过程,包括智能设备层、智能采集与控制层、智能执行层、智能决策层的四层级架构体系。基于平台设计了三层次实验教学体系,开发了专业导论课程实验、模块化专题实验、系统级课程设计和毕业设计。该平台是西安交通大学开展新工科建设实践与探索的重要举措,为智能制造新工科专业的人才培养提供有力支撑。

压印光刻工艺中光刻胶填充流变模拟与试验研究

压印光刻工艺中,为了实现高质量的压印复型,必须能够理解和预测压印载荷作用下光刻胶的流变填充行为。根据实际采用的光刻胶的特性,建立了基于粘性流体的光刻胶流变填充有限元模型,采用体积率法对光刻胶流场的运动边界进行追踪,研究模板特征几何尺寸、胶层厚度及及尺度效应对压印填充过程的影响及其作用机理。结果表明,光刻胶流变填充以单峰或双峰两种模式进行,模式的转变点可由特征凹槽宽度和初始胶厚度的比值来预测,并受表界面效应的影响;最有利于填充的特征深宽比约为0.8;最佳初始胶层厚度约为特征深度的2倍。进行了相应的压印试验,试验结果与模拟计算的结论吻合,说明仿真结果可信,可以作为压印光刻工艺中模板图形几何特征、胶厚以及模板表面处理的工艺设计依据。

PDMS微流控芯片复型模具的新型快速制作方法

提出一种快速制作聚二甲基硅氧烷(Poly(dimethylsiloxane),PDMS)微流控芯片复型模具的新方法,并对其制作工艺进行研究。以液体光刻胶为模具材料,在液态下通过紫外光曝光使光刻胶固化而形成模具微结构。在整个制作过程中不需要对液体光刻胶进行烘烤,与目前使用较多的以SU-8光刻胶(一种负性环氧型光刻胶)为模具材料的制作方法相比,不仅简化制作工序,大大缩短制作时间,且避免加热产生的内应力导致的结构变形。该方法不需要昂贵的制作设备,所用原材料成本低廉。试验结果表明,所制作的模具微结构侧壁陡直、表面光滑,最大深宽比达5.7,在对PDMS材料的复型试验中获得良好的形状和尺寸精度。

MEMS多层压印工艺中的视频图像对准系统

针对基于微压印成形三维MEMS器件制造工艺多层压印的需要,开发了一套基于视频图像对正原理的压印光刻对准系统。硬件系统以显微镜头、CCD、图像采集卡和精密工作台为核心组成。为了使系统能适应不同厚度器件的对准,设计了长工作距离的显微镜头并使用透明模板。软件中采用亚像素相关模板匹配算法进行定位运算,算法误差小于0.2μm。通过采用选择有效区域和粗-细搜索法的策略对算法进行优化,提高了运算效率。系统性能实验分析表明,系统分辨精度达到0.2μm,能够满足2μm的对准精度要求。

激光快速成型熔模铸造树脂的热失重性能

用激光快速成型(SL)树脂原型作为熔模制作陶瓷型壳的过程中,树脂原型在焙烧过程中由于失重产生的气体极易使型壳胀裂失效,因此光固化树脂的热失重特性对陶瓷型壳的完整生成起到决定作用。论文研究了光固化树脂分子结构、交联密度等对热失重特性的影响规律,实验结果表明:带有弱键如C-Cl键的树脂体系初始热分解温度低,热失重曲线比较平缓;含有苯环等刚性结构树脂体系初始热分解温度较高。活性单体官能度和含量都对热失重过程有较大的影响,单体官能度高的树脂体系热失重较慢,反之则较快;在一定范围内,活性单体含量增加时树脂开始热失重温度变高,但当含量增加到一定程度后,由于主链中刚性结构相对比例减小导致热失重过程有所加快。光固化交联密度越高,初始热分解温度越高,树脂的最大热失重温度增加。本研究最后利用制备的热失重性好的树脂配方进行光固化和陶瓷型壳焙烧试验,获得了无裂缝的陶瓷叶片型壳。