钢管玻璃润滑热挤压工艺的边界条件

以P91钢为例进行了小口径钢管玻璃润滑热挤压工艺试验，记录不同挤压温度、挤压速度下的挤压力变化。以物理试验的观察结果为依据，借助于有限元软件DEFORM2D进行模拟分析，根据稳定挤压阶段的挤压力大小，得出相应的摩擦系数，根据挤压力曲线的后期变化趋势，得出相应的换热系数。并最终得出玻璃润滑边界的换热系数q≤1．0×10。J／（m2·s·℃），库仑摩擦系数μ=0．02～0．03，从而为钢管玻璃润滑热挤压工艺提供合理准确的边界参数。

组织工程支架快速成形技术研究现状

组织工程支架为细胞的增殖提供三维空间和新陈代谢的环境,并决定新生组织器官的形状与大小,其成形技术一直是组织工程的研究热点。组织工程支架的制备从技术方法角度来看,一般分为非快速成形制备法和快速成形(Rapid prototyping,RP)制备法,而RP制备法因其成形精度高、柔性大,逐渐取代传统的非快速成形制备法。系统地介绍目前研究较多的几种组织工程支架的RP技术,其中包括直接成形和间接成形的RP技术,并分析不同技术各自的成形材料、工艺流程、成形精度、应用范围以及优缺点。同时指出在组织工程中,RP技术现阶段的技术难点仍然是进一步增大材料广泛性、提高成形精度以及适应复杂支架结构,而未来的研究热点则是集中在对生物材料的直接成形与加工。

基于快速成形的低温冰型制造技术研究

研究了冰型制造中的喷射技术和工艺问题。通过实验认为基于电磁阀高频振荡的离散喷射方式最适合于低温冰型成形。提出了临界成形时间的概念,并研究了影响成形质量的诸多因素。通过工艺参数优化,制造出质量较高的冰型。

三维数字微滴喷射成形技术的发展现状

阐述了三维数字微滴喷射技术的概念、优势及其应用领域。从工艺和喷射技术2个方 面分析了目前世界上在该技术领域的发展现状,指出其发展的2个方向:一是普遍推广的低成 本设备;二是能够成形具有材料梯度零件的设备。

低温冰型在骨组织支架成形中的应用

将低温冰型快速成形工艺应用于骨组织工程细胞载体支架的成形。研究了成形工艺和材料制备的要点和要求,提出了成形工艺流程。用冰型工艺成形出具有200μm～500μm的交错贯通的孔结构的骨组织工程三维支架,并完成相关生物学试验。

基于冰模的熔模铸造工艺研究

针对小批量复杂形状零件的铸造生产,提出了基于冰模的熔模铸造工艺,并建立了工艺流程。讨论了低温条件下陶瓷浆料的组分和配制方法。对影响冰模翻制陶瓷型的工艺参数进行了试验研究和优化。铸造结果表明,该工艺方法可以铸造出合格的零件。

直接金属成形喷射技术

分析了现有典型直接金属成形同轴喷射喷头系统的专利 ,结合试验提出了喷头系统的设计准则。在此基础上设计开发了单喷点同轴喷射系统。试验证明该喷头使成形工艺控制更加灵活 ,提高了成形零件的质量。

直接金属沉积成形工艺研究

针对直接金属沉积成形(DMD)的工艺特点,设计了一维、二维实验和三维成形实验,研究了成形质量与成形工艺参数的直接关系,并对其进行了优化。检验工艺优化的效果,并对成形零件的性能作了分析。实验证明该工艺可以直接生产高质量的金属零件。

熔融堆积成形材料挤出技术研究

研究了熔融堆积成形工艺中的一个关键技术——材料挤压。分析了国内外各种机型的结构特点 ,提出了一种新的材料分级加压挤出方式 ,并采用该方式开发完成了基于熔融堆积工艺的 MEM-60 0成形机。

基于小波分析的快速成形自适应分层算法

试图从信号处理的角度考察快速成形工艺，并分别应用傅立叶变换和小波变换作为在快速成形中分析成形过程的工具。采用多分辨率分析技术后能以物体轮廓的信息进行自适应分层，在变换缓慢的部分采用较厚的分层，在变换剧烈的部分采用较薄的分层，这样可以兼顾成形质量和成形速度。选用了harr基小波函数，它可以对快速成形所特有的阶梯分层边缘特征进行精确拟和，因此提供了用来进行误差分析和模拟显示的理论工具。

基于小波分析的快速成形过程数学模型

采用信号处理的方法来考察快速成形技术,将其分层制造所产生的特有的结果--阶梯效应理解为把输入的原型表面轮廓曲线函数改造成为阶梯函数,因此可以将快速成形设备理解为滤波器组。分别采用傅里叶变换、窗口傅里叶变换和小波变换描述了快速成形的轮廓信息变化过程,认为只有小波变换可以兼具处理非平稳信号和构建出阶梯波的特点,因此最适合用于建立表征快速成形过程的数学模型。针对分层制造的特点,以单位方波作为尺度函数构建出能够反映阶梯波特性的小波基函数,即Haar小波函数,并利用其间断性的特点,建立了快速成形过程的数学模型,其作用就是将输入的零件轮廓波形通过基于Haar基函数的小波变换改造成为阶梯波。

基于分层实体制造的预分割成形

快速成形方法制造大型零件的一个共同难题是零件的翘曲变形。建立了描述分层实体制造 (LOM)工艺中零件翘曲变形机理的数学模型 ,指出零件长度和层间粘接结是影响变形的关键因素 ,并由此提出了预分割方法来缩短零件参与变形的有效长度。开发了相关分层与控制软件 ,并制造了大型原型。实践证明预分割方法可有效避免大型原型的翘曲 。

现代重型模锻液压机的关键技术

现代重型模锻液压机以极高的压制强度为特征。为了实现高强度压制、减小设备体积、减轻重量并且控制制造难度和成本,大吨位超高压预应力液压缸以及高强度、高可靠性、高疲劳寿命的预应力钢丝缠绕承载机架是重要的技术手段。超高压大间隙密封,可靠、无应力集中的液压缸结构,以及高承载能力的预应力设计是设计和制造大吨位超高压液压缸必须解决的关键技术问题。而预应力结构可以提高结构的抗疲劳性能,特别是预应力钢丝缠绕结构可充分发挥材料的强度潜力、减小结构体积和重量,降低加工制造难度和成本。

压电驱动微滴喷射过程的数学模型

通过对压电驱动器的力-位移方程的简化,得到了压电驱动器的受力方程。从质量守恒和能量守恒的角度对腔体内部流体运动情况进行了分析,简化了分析过程。在此基础上,建立了微滴喷射过程的数学模型,得到的计算结果、喷射规律与试验结果基本一致。

新型耐热高强钢P91的高温力学性能

P91是一种新型的耐热高强钢,广泛用于制造大型火力发电机组中的各种耐热管道,它不同于一般的焊缝钢管,主要是采用高温塑性成形方法生产的,对其高温力学性能进行研究的意义重大。在Gleeble 1500D热力学模拟机上进行大量试验,测得了P91不同变形条件下的真实应力一真实应变曲线。试验曲线表明,P91在变形过程中存在动态再结晶现象,且随着温度的升高和应变速率的降低,动态再结晶现象越易发生,临界应变量越小,流变应力下降越显著。使用Origin 7.0对各种变形条件下的峰值流变应力进行分析,得出流变应力基于Zener-Hollomon参数的函数关系,建立了P91高温流变应力的数学模型。

喷射技术在生物制造工程中的应用

生物制造工程是快速成形与生物材料、生物医学相互融合形成的新兴交叉学科。生物材料喷射技术是生物制造工程核心技术之一。在实际应用的基础上,研究了螺杆挤压喷射、活塞挤压喷射、气动挤压喷射、微滴喷射技术、激光引导直写技术和电纺丝技术、蘸笔纳米刻蚀技术的原理、使用范围和优缺点,并介绍了国内外相关技术的最新进展。喷头的选取在一定程度上决定了支架的成形精度和复杂程度．可以通过对不同喷射技术的出丝直径、成形效率和适合材料比较,来选择合适的喷射技术。生物制造中喷射技术的发展主要有四个方向：在满足一定成形精度的要求下,尽量扩展喷射技术的材料使用范围：在一定的材料应用范围内,尽量提高精度；追求喷射技术精度在量级上的提高；尽量减少在喷射过程中对材料的影响。

快速成形中齿形支撑结构的自动生成算法

支撑结构的添加是快速成形工艺中一个重要的步骤。基于立体光固化工艺提出了一种齿形支撑结构的自动生成算法,既能固定零件、减少变形,又使支撑的剥离变得容易。该算法利用STL模型的拓扑信息,避免了3D和2D运算,从而解决了精度和计算速度之间的矛盾。此外,该算法还能生成三角片状支撑。

低温快速成形与绿色制造

在快速成形技术中,在低温下进行成形制造的新技术、新工艺(即低温快速成形)非常有特色,明显应当属于绿色制造范畴。介绍了两种新的快速成形技术,包括低温冰型快速成形(IRP)和低温沉积生物制造(LDM),它们均属于微滴喷射方法,都有非常好的应用前景,应当引起重视。

基于MCT运动控制器的快速成型机数控系统研究

数控系统的合理性和可靠性是保证机床加工精度和稳定性的前提 ,快速成形是一种基于离散 /堆积成型的快速制造工艺 ,对数控系统体系结构和软件有着特殊的要求。剖析了快速成形的工艺特点 ,提出以国产新型MCT运动控制器为控制系统核心、工业控制机为系统支撑单元的双CPU开放式数控系统 ,并介绍了该数控系统的功能和硬件、软件实现方法。通过该数控系统在快速成形机上的应用证明 。

重型模锻液压机承载结构的发展

介绍了国内外重型模锻液压机从19世纪80年代始到今天的结构发展历程,叙述了模锻液压机的承载结构从20世纪60年代前的非预应力结构,发展到70年代的粗螺栓预应力结构,再发展到80年代后的钢丝缠绕预应力结构等,各个时期的进步和性能特点。指出独立自主发展我国的重型模锻液压机,已成为保证国民经济持续发展和国家安全的重要条件之一。