镁合金板温成形过程模具圆角部位摩擦系数的实验研究

利用自行研制的新型摩擦测试装置,对镁合金板温成形过程模具圆角部位摩擦系数进行了测试实验。通过正交实验,研究了温度、压边力、润滑状态等三种工艺参数对模具圆角部位摩擦系数的影响,并采用统计方法对所得到的数据进行了分析,确定了影响摩擦系数的主次关系和最优工艺参数组合。研究结果表明:三种工艺参数中,温度因素的影响最为显著,压边力因素影响一般,而润滑因素影响最小;最优工艺参数组合为温度240℃、压边力3MPa和二硫化钼润滑。

激光选区烧结成形涡轮叶片铸造用陶瓷铸型材料及浸渗强化工艺

目的针对传统成形方法制备铝基陶瓷铸型加工周期长、难以加工复杂结构等问题,开发新的技术,以一体化制备复杂结构陶瓷铸型。方法采用激光选区烧结(Selective Laser Sintering,SLS)增材制造技术,一体化成形铝基型芯/型壳铸型。结果采用球形氧化铝粉体颗粒级配并添加少量气相氧化硅助流剂的方法,不仅提高了粉体的松装密度和流动性,还显著提升了陶瓷生坯的烧结性能。此外,将硅溶胶和氧化铝亚微米陶瓷粉体配制成浸渗溶液,依次对铝基陶瓷素坯和脱脂后陶瓷生坯浸渗,可大幅提升其力学性能。SLS成形铝基铸形烧结后x/y轴方向收缩率仅为1.5%,z轴收缩率约为2.0%,室温和1550℃高温抗弯强度达(29.84±6.06)MPa和(18.10±1.25)MPa,蠕变为0.01%。结论利用该铝基陶瓷铸型成功铸造出单晶/柱晶涡轮叶片。结果表明,经原料和工艺优化,可实现高性能复杂结构陶瓷铸型的一体化制备。

冲压成形虚拟仿真实验系统构建与关键技术研究

为了解决目前高校机械专业实验设备价格昂贵、数量少、安全性差等问题,本文构建了一套基于Unity3D技术,具有高仿真性、强交互性的冲压成形虚拟仿真实验系统。通过对模型的建立与优化、系统漫游、碰撞检测等关键技术的研究,设计了具有演示模式、操作模式、认知模式的虚拟冲压实验系统。该系统依据板料冲裁间隙实验的实验原理,详细地模拟了金属板料冲裁实验的全过程,实现了冲压实验过程演示、模具拆装展示、设备认知和实验操作,获得了较好的实验教学效果。

选择性激光熔化快速成形技术与装备

介绍了华中科技大学基于粉末材料选择性激光熔化(Selective laser melting,SLM)成形技术的一些最新研究成果,主要包括设备与软件,以及该技术的主要应用领域。由于SLM成形过程是一个复杂的物理化学冶金过程,金属粉末熔化快,熔池存在时间短,凝固成形时存在较大的温度梯度与热应力,液态金属表面张力大,因而容易产生翘曲变形、裂纹与球化现象三个国际性难题,针对这些难题,提出了相应的研究方案。

三维打印快速成形技术及其应用

三维打印快速成形技术与其他快速成形技术相比具有众多优点,被认为是快速成形领域最有生命力的新技术之一。本文根据喷射材料的不同,将三维打印快速成形技术分为粘结成形三维打印和直接成形三维打印,分别介绍了它们的工作原理、系统组成和结构特点。结合三维打印快速成形技术独特的成形工艺特性,对其在产品的概念原型与功能原型件制造、生物医学工程、制药工程和微型机电制造等领域的应用前景进行了分析和展望。

高分子材料在选择性激光烧结中的应用——(Ⅱ)材料特性对成形的影响

结合高分子材料的选择性激光烧结(SLS)机理,研究了材料特性对SLS成形的影响,结果表明,表面张力是决定高分子材料烧结速率的重要因素,但不是造成高分子材料之间烧结速率存在差别的主要因素;粉末粒径越小,烧结速率越大,SLS成形件的表面光洁度、精度越高;粉末粒径分布会影响粉床密度;球形粉末成形件的形状精度、铺粉效果好于不规则粉末;材料黏度越小,烧结速率越大;材料本体强度越大,成形件强度越高;非晶态聚合物成形件的致密度低于晶态聚合物,而尺寸精度高于晶态聚合物。为SLS用高分子材料的选择与制备提供理论依据。

闭式模锻成形理论及其关键技术研究

论述了闭式模锻成形原理及闭式模锻工艺特点。首先介绍了闭式模锻过程中锻件内应力-应变状态分析、应力球张量及应力偏张量计算公式以及两个应力与金属塑性、塑性流动变形的关系;然后解释了应力球张量即静水压力越大,金属塑性越好的机理;在阐述闭式模锻新工艺——流动控制成形的原理及特点的基础上,着重研究了如何解决闭式模锻时金属流动方向、流动距离及成形力的控制方法 3项关键技术;最后,通过直锥齿轮减压式冷锻、涡旋盘阻尼式热锻、机匣体减压式预锻及薄飞边阻尼式终锻与结合齿轮中空分流闭式模锻4个实例介绍了闭式模锻理论与3项关键技术的应用情况及效果。

激光选区烧结3D打印成形生物高分子材料研究进展

激光选区烧结(SLS)属于3D打印技术,通过激光逐层烧结粉末并叠加成形制件。该技术可满足不同患者的个性化需求,在生物医疗领域特别在组织工程支架和医用植入体制备方面具有非常广阔的应用前景。作为生物医用材料最重要的组成部分,生物高分子材料近年来发展迅速,成为医疗领域研究的热点。文中重点介绍了左旋聚乳酸、聚己内酯、聚醚醚酮、聚乙烯醇四类常用于SLS技术的生物高分子及其复合材料,对其研究和应用现状进行综述,并对其性能和用途进行对比讨论,提出今后该领域的发展方向。

空心抽油杆镦锻成形技术的研究

采用大镦锻比对管坯端部镦粗时容易发生轴向失稳,在管坯的内壁形成环形内凹,最终可形成折叠。分析了空心抽油杆锻件的形状和尺寸,镦粗时易在法兰部位产生内凹和折叠,方部不易成形。根据管坯镦粗成形规则,合理制定了平锻工步图,并根据工步图设计平锻模具,进行了工艺试验,最终得到了合格的锻件。

大功率激光熔化镍基高温合金成形实验研究

为研究大功率激光下镍基高温合金IN718成形工艺参数对其表面质量及致密度的影响,采用DYLM-200金属粉末熔化成形机制做八个试样,通过扫描电子显微镜观察其表面形貌,分析不同激光工艺参数下试样的表面形貌特征。实验结果表明:成形工艺参数的改变直接影响成形零件的表面质量及其致密度。较小激光能量密度产生的球化现象减小了成形零件的致密度,适当地增加激光能量密度可以获得较好的成形表面质量和零件致密度;适当地减小激光扫描间距可以减少孔隙的产生,能够提高零件的致密度。该研究为选择性激光熔化3D打印成形的IN718零件在航空航天中的应用以及后续的研究提供了参考依据。

电磁成形技术理论与应用的研究进展

电磁成形技术是一种新型的高能率金属塑性加工技术,具有较高的经济性和实用性。本文从磁场力、工件的变形两方面简明扼要的阐述了电磁成形理论研究现状;列举了大量的国内、外电磁成形的工艺应用及最新研究成果;并对其未来发展趋势进行了展望。

尼龙12/铜复合粉末材料及其选择性激光烧结成形

通过溶剂沉淀法制备了尼龙12覆膜铜复合粉末材料,并制备了机械混合尼龙12/铜复合粉末材料。通过扫描电子显微镜(SEM)对两种粉末材料的微观形貌进行了观察,对两种粉末的选择性激光烧结(SLS)成形件的强度及翘曲变形行为进行了对比研究。结果表明:尼龙12覆膜铜复合粉末材料中尼龙12包覆均匀,无裸露Cu粉存在,而机械混合尼龙12/铜复合粉末材料中尼龙12颗粒是零散地非均匀性分散在Cu粉颗粒中。在尼龙12含量及烧结工艺参数相同的条件下,尼龙12覆膜铜复合粉末SLS成形件的拉伸强度及弯曲强度是机械混合尼龙12/铜复合粉末SLS成形件的两倍以上,翘曲变形也明显小于机械混合尼龙12/铜复合粉的SLS成形件。

铝合金深杯形零件精密模锻成形技术的研究

分析了铝合金深杯形零件的形状特点,制定了反挤压成形毛坯、开式小飞边终锻成形的工艺方案。工艺参数的计算表明,挤压毛坯可在终锻成形时一次正确成形锻件。对挤压制坯、开式终锻成形进行了有限元模拟。模拟结果显示,挤压毛坯能正确成形锻件;制定的两步成形工艺可行、合理,对该锻件的生产具有一定的指导意义。

激光选区熔化成形S136模具钢热处理组织和性能研究?

激光选区熔化是非平衡凝固过程,成形过程会产生热应力及组织应力,造成金属零件开裂、变形等缺陷,后期热处理是改善激光选区熔化金属零件微观组织和提升性能的有效手段。本文研究了后期热处理参数(热处理温度、保温时间及冷却方式)对激光选区熔化成形的S136模具钢零件微观组织和性能的影响。结果表明:最优热处理参数为1050℃,保温30 min,水冷。在最优热处理工艺下S136模具钢试样洛氏硬度达到HRC 53.7,比热处理之前提高了8.6%,洛氏硬度标准差比热处理之前降低了37.14%,硬度均匀性得到显著改善;试样的耐磨性、最大显微硬度和最大弹性模量比热处理前分别提升33.5%、3.3%和8.6%;试样的熔池形态鳞状形貌结构消失,碳化物相CrFe_7C_(0.45)溶解,组织均匀,基本呈现各向同性特征。

光固化快速成形中的紫外LED光源系统实验研究

面向我国各类院校和中小企业教育、研发需求,本文提出采用紫外LED光源替代光固化快速成形设备中紫外激光器及汞灯等传统光源,设计了一个基于单片紫外LED的光源系统,对光敏树脂进行固化。该光源系统采用基于多透镜结构的聚焦系统对单片LED聚焦;同时,对LED芯片进行闭环控制以保证其工作在恒稳状态。实验结果表明,该光源系统各项指标达到设计要求,系统运行稳定、结构简单、具有可操作性。与光固化成形设备中的其它光源系统相比,在保证一定的制件精度和速度的基础上,具有低造价和低运行成本等突出特点,有较高的性能价格比。

功率超声振动在金属材料成形中的研究及应用

功率超声振动在金属材料成形领域,如在超声处理液态金属、超声焊接成形、超声金属塑性成形及金属半固态成形等方面有着广泛的研究和应用。结合作者的研究成果,介绍了功率超声振动应用于上述各种成形方法的原理,相对于传统方法的优点及其研究和应用现状。认为,由于超声成形的环保、节能和高效性,功率超声振动在金属材料成形领域的研究和应用,特别是用于半固态成形领域中,将有广阔的发展前景。

电磁成形技术在汽车制造中的应用

介绍了电磁成形基本原理,阐述了电磁复合冲压成形与电磁焊接在汽车制造领域中的应用以及其成形件的性能研究现状,探讨了电磁成形技术的发展趋势:将在铝合金汽车制造方面发挥巨大的作用。

基于硅模具的Zr基非晶合金微成形工艺研究

研究了利用硅模具进行微成形的热压工艺,针对超塑性成形Zr65Cu17.5Al10Ni7.5非晶合金微零件过程进行分析,提出精确去除非晶合金飞边的方法,并采用质量分数为40%的KOH溶液(温度为80℃)腐蚀去除硅模具得到微型零件。利用该工艺成功制备出尺寸精度很高、模数为0.1mm、齿数为20、厚度为300μm的非晶态微型直齿圆柱齿轮。该工艺用于制备高性能非晶合金微型零件优势明显,尤其对于芯部是复杂结构的微型零件更具成形优势。

高强铝合金热冲压成形技术研究进展

为了解决高强铝合金板料冷成形时塑性差、容易出现破裂及回弹大、影响尺寸精度的问题,发展起来了一种高强铝合金固溶–热冲压–淬火–时效一体化新工艺。该工艺将热成形与热处理有机地结合在一起,将固溶后的热板料快速转移到模具中成形,并立即完成模内淬火,最后通过时效处理来提高其强度。首先总结了高强铝合金热冲压成形技术的最新研究进展,重点介绍了铝合金热冲压成形工艺试验方面的研究成果,详细说明了铝合金热成形时影响成形性能的因素和实现固溶时效强化的工艺方法,最后从摩擦机理和界面传热的角度总结了铝合金热冲压模具技术方面的研究进展。

塑料注射成形智能技术及其应用

总结了当前塑料注射成形的产业需求和技术瓶颈,阐明了未来的发展趋势。根据塑料注射成形特性,提出“注射成形智能制造体系”的科学框架,建立以传感技术、工业以太网及互联网为基础的智能注射成形解决方案。围绕智能设计、智能优化、智能监控及制造数据平台四个层面,总结了注射成形中知识的组织与重用、自主决策与优化、过程感知与检测及云服务等技术,为实现塑料注射成形与新一代人工智能技术的深度融合指出了重要发展方向。