新型人工骨支架结构及其功能

提出新的具有渐变性孔隙率特性的同心圆人工骨支架结构,建立数学模型并且编写结构设计和仿真软件。通过宏观把握孔隙率变化,建立人工骨支架结构与自然骨之间的对应关系,建造复杂的、高孔隙率、相互连通的微孔道立体结构,并显示三维图像指导支架内部结构的设计。由软件生成IGS文件导入其他三维辅助设计软件如 PRO／E等生成STL文件,结合快速成形技术直接制造。最后讨论该支架结构与Kammer股骨三维桁架理论结构模型之间的关系,以及该结构对骨再造和人工骨支架结构设计前景的影响。     

增材制造:实现宏微结构一体化制造

增材制造技术是基于分层制造原理发展而来的先进制造技术,是信息技术、新材料技术与制造技术多学科融合发展的产物,是当今世界各制造强国竞相发展的热点技术。基于增材制造材料逐点累积的成形过程,提出宏微结构一体化制造的学术观点。该方法在金属、陶瓷与复合材料的成形制造中有着其他制造方法难以替代的优势,可以实现制造短流程化,并推动大批量制造模式向个性化制造模式发展。列举近年在金属零件定向晶组织制造、光子晶体制造、生物组织器官支架制造方面的研究成果,论述宏微结构一体化增材制造技术的实现方法与工程应用,解决了传统制造技术难以解决的宏微结构一体化制造难题,给制造技术展示出全新的发展前景,为相关学科和产业发展提供有力的制造技术支撑。     

快速成形技术发展状况与趋势

快速成形是近30年来发展起来的特种加工技术,其优势在于三维结构的快速和自由制造,它被广泛应用于新产品开发及单件小批量制造.以美国Wohlers2008报告为依据,介绍了近年来国际上快速成形领域应用、销售与服务的发展情况,并阐述了我国快速成形技术的发展趋势.     

酚醛树脂聚合相分离热解制备介孔碳

采用酚醛树脂聚合相分离热解制备多孔碳, 用压汞仪和场发射扫描电镜对多孔碳性能进行表征, 同时研究了固化催化剂含量对多孔碳性能的影响. 实验结果表明, 制备得到的多孔碳的孔呈交联互通状且孔径分布较窄, 大部分孔分布在20～50nm之间. 多孔碳的平均孔径约40nm. 高固化催化剂含量使多孔碳具有更薄的孔壁及更高的显气孔率. 当固化催化剂含量为15%时, 多孔碳的显气孔率为54.3%. 胶凝速度以及体积收缩是改变多孔碳性能的两个因素.     

激光金属直接制造中工艺参数对粉末利用率影响的模拟研究

为了获得激光金属直接制造中工艺参数对金属粉末利用率的影响规律,建立了粒子被熔池吸收的物理模型,应用气固两相流理论对其模型的流场进行了数值模拟,采用FLUENT软件中的离散相模型中的欧拉-拉格朗日类中的颗粒轨道模型实现了粉末颗粒的跟踪,计算了流场中的粉末颗粒的浓度及速度分布规律.计算结果表明:随激光光斑直径、激光功率的增大和扫描速度的减小,粉末利用率会随之增大;随载气速度、送粉量及保护气流量的增加,粉末利用率呈现先增大后减小的趋势.所得结果对试验选择加工工艺参数具有参考价值.     

孔道可控的酚醛树脂多孔碳支架的制备研究

利用光固化快速成型技术, 设计制作了有网格孔道结构的制件阴模, 制成了孔道结构可控的多孔碳支架. 用TGA研究了光固化树脂、酚醛树脂和淀粉的热分解行为; 用XRD、FTIR和SEM技术研究了碳支架的物相组成和微观结构; 用Archimedes法测定了热解碳的显气孔率和密度. 结果表明: 碳支架为非结晶性物质, 呈无定形乱层石墨结构, 随碳化温度的升高石墨化程度提高; 碳支架中仍含有微量的C-H键; 碳支架中的气孔相包括孔道、大孔(d=10～50μm)和微孔(d=1～3μm); 构造的孔道有利于避免碳支架的破裂.     

快速成形集成制造系统的开发与研究

快速成形制造系统以快速成形技术的核心技术,实现ＣＡＤ／ＲＥ、ＲＰ、ＲＴ的技术集成。西北ＲＰＭ应用服务中心以西安交通大学为技术依托,在工艺集成、系统精度、数据集成、远程网络化服务等方面进行研究与开发。以实际案例说明快速成形技术及以其为基础的快速模具技术在企业新产品的快速开发中的重要作用。     

一种用于曲面快速测量的激光片光源的研究

与快速成形技术有关的自由曲面快速反求工程中,测绘曲面所用的被称为光刀或片光的细长光条的质量是至关重要的。介绍一种应用柱面反射镜单向扩展光束形成激光片光的方法,并根据常用Ｈｅ－Ｎｅ激光为高斯光束的特性,应用长焦距透镜压缩其发散角,使激光片光具有很大焦深。激光光强的高斯分布使光刀宽度的中心具有极大值,使得片光的质量具有优良的特性,非常容易实现,并有利于摄像机采集。介绍了这种片光源的工作原理、片光的性能     

将在21世纪崛起的生物制造工程

生物制造工程是２１世纪制造科学即将开始的一场革命。本文从不同角度分析了其产生的背景,归纳了目前这一领域研究的几种不同的方向。分析得出,就共实现的难度以及使能技术成熟性来说,这几种不同的方法应该分步骤、分阶段交叉进行,在这几种方法中,由于生物活性组织的工程化制造方法的使能技术相对成熟,它将是生物制造工程研究领域现阶段的研究热点和突破点。     

基于RP法的快速制模技术

介绍了基于快速原型制造技术(RP)的快速模具制造方法 ,并对近年来国外在利用RP技术制造模具上的最新进展作了简要的介绍