面向定制化牙科产品的协同设计系统的研究

为了快速设计和制造定制化牙科产品,结合牙科产品的特点,分析了定制化牙科产品协同设计系统中各组织间的协同作用、产品协同设计过程以及协同设计系统的结构;以定制化托槽为例,研究了结合托槽设计及选区激光熔化快速成型的协同设计系统的产品设计制造流程,运用统一建模语言建立了定制化托槽的协同设计过程.实例表明,采用该系统,牙科产品开发商与牙科医生协作实现快速设计并制造定制化产品.     

压差-电气-面积补偿型高压大流量电液比例调速阀的研制

现在工业上多采用压差补偿型比例调速阀或者流量反馈型比例调速阀 ,但传统的压差补偿型比例调速阀控制流量小 ,控制压力低 ,控制精度也不高 ;流量反馈型比例调速阀结构复杂 ,价格昂贵。为此作者根据压差 -电气 -面积补偿原理 ,采用先导式阀体结构 ,设计了能在高压工况下对大流量进行精确控制的比例调速阀 ,测试并分析了新阀的性能。     

激光选区熔化自由制造异质材料零件技术研究

为解决当前激光选区熔化成型过程难以按需在零件任意位置自由布置不同材料的难题,基于多漏斗供粉+柔性清扫回收粉末原理,对异质材料零件激光选区熔化增材制造技术展开了研究,详细探讨了成型机理、粉尘污染防范机制及异质材料数据处理方法。采用CuSn10、4340两种不同的合金材料进了工艺实验验证。实验表明该方法可以较有效解决激光选区熔化成型过程异质材料布置难题,实现异质材料零件成型：（1）能自由地在不同层间或同层内不同区域按需布置不同的材料;（2）所得块状异质材料零件的铜合金材料区域Fe元素平均质量百分含量可控制在2%以下,钢材料区域Cu元素平均质量百分含量可控制在1%以下;（3）成功成型了一个具有复杂外形及微细材料区域特征的异质材料齿轮零件,零件异质材料区域不受零件复杂外形限制,可自由按需布置材料,0.5mm宽的层内异质材料区域也能被较好地表达出来,尺寸误差不超过±0.1mm。     

2K-H型人字齿周转轮系的免组装设计与成型

为了解决人字齿周转轮系加工、装配的难题,提出利用3D打印技术制造免组装人字齿周转轮系的新工艺。通过理论推导,建立变位系数、齿侧间隙与齿轮基本参数之间的关系。利用建立的关系式,对行星轮进行负变位,设计具有微量齿侧间隙的2K-H型人字齿周转轮系。利用熔融沉积成型实验平台使设计的人字齿周转轮系成型,成型后的人字齿周转轮系齿轮啮合传动正常,设计、制作相应辅件,将其装配成减速步进电机。结果表明,通过合适的间隙设计,可以利用3D打印技术实现人字齿周转轮系的免组装制造,为小尺寸、一体式人字齿周转轮系个性化定制提供了一种具有工业应用前景的全新解决方案。     

结合科研课题的工科类专业本科毕业设计指导探索

当前高校工科类本科专业毕业设计教学普通出现了学生对毕业设计兴趣感弱、毕业设计选题陈旧、毕业设计质量下滑的现象。为此,本文探讨了将科研课题与工科类本科专业毕业设计指导相结合的办法。从学生前期培养、毕业设计选题设计、设计过程管理及指导等方面进行了有益探索。实践表明,这种方法是行之有效的,提升了学生的毕业设计质量,并实现了教学与科研同步发展。     

实时混粉梯度材料SLM成型系统构建与实验

为了在成型过程中,方便地在零件上按需获得梯度材料成分,采用了集成同步送粉碰撞混合、锥形聚集混合、气流混合等多重混粉动作的实时混粉方法,研制成梯度材料激光选区熔化增材制造系统,并展开了梯度材料成型实验验证,结合试样照片、显微图像及能谱仪检测,分析了成型效果。结果表明,系统可自由按需在水平及垂直方向添加成分渐变材料,可方便获得具有复杂外形结构的梯度材料零件;成型件梯度材料区域微区成分分析显示,各微区内元素平均质量分数离散程度小,成型过程中每层平均混粉时间10s~15s时,各微区主要元素变异系数不超0.59,达到了较好的混合均匀性。该研究为自由制造梯度材料零件提供了新途径。     

半导体泵浦激光器在选区激光熔化工艺中的应用研究

选区激光熔化是新出现的能直接成型致密性接近100%终端金属产品的快速成型技术,该技术对成型能量源的要求严格。半导体泵浦激光器具有电光转换效率高、性能可靠、体积小巧、使用寿命长、输出光束质量好等优点。本文分析了选区激光熔化工艺对能量源的选用要求,对将半导体侧向泵浦Nd押YAG激光器应用于选区激光熔化工艺的可行性进行了评估,并通过实验进一步验证了评估结果。     

新型高精度大通径电液比例调速阀的研究

针对现有大通径电液比例调速阀控制精度不高的不足，根据压差-电气-面积补偿原理，采用先导式阀体结构形式，设计了能对大流量进行精确控制的电液比例调速阀，测试并分析了新阀的性能。     

选区激光熔化快速制造个性化不锈钢股骨植入体研究

为解决传统人工股骨植入体个体匹配性差,结构强度与生物活性难统一等问题,提出了个性化股骨植入体的优化设计及制造方法.采用解剖学建模技术设计出外形匹配,内含三维网状构架的假体模型.利用316L不锈钢粉末结合选区激光熔化快速成型技术在含氧量小于0.15%的气氛下,完成实体制造.研究结果表明,该方法能快速而精确地制造出形状复杂的个性化人工股骨植入体.提出的优化结构的设计方法能使不锈钢植入体的质量减少65.5%,符合设计需求.表面质量较好,尺寸误差在±1mm以内,未经打磨表面粗糙度达到Ra30μm,硬度达到HRC32.     

Ti-Ni合金选区激光熔化快速成型基础实验研究

选区激光熔化（SLM）是一种极具挑战力的新型快速成型技术，能一步加工出具有冶金结合，相对密度接近100%，具有复杂结构、高的尺寸精度及好的表面粗糙度的金属零件。选用适用于医学植入体的Ti-Ni合金材料进行了选区激光熔化成型实验研究。讨论了扫描速度、铺粉厚度、激光功率等加工参数对成型致密性及成型精度的影响。设计和成型了梯度网格结构，重点分析了翘曲变形现象的成因及消除方法，认为可通过特殊的扫描策略，减小成型件各处温差的方法有效消除成型件的翘曲变形。对成型样品的内部组织显微分析表明，成型样品达到了完全的冶金结合，内部由枝晶和等轴晶两种组织构成，其分布取决于扫描方式、扫描速度、激光功率等参数。