机械类专业课和实践环节的教学改革研究与实践

提出了机械类专业课和实践环节的教学改革应以制造工艺为主线,改革内容应按照其认知规律进行组织和整合的思路,并总结了实施的初步成效及相关经验。     

PLLA/CPC复合支架增强结构设计及制备

为制备用于负重部位骨缺损修复的人工植入体,提出了一种复合增强结构人工骨设计及制备方案,该方案采用聚左旋乳酸支架(PLLA)为增强结构,以自凝固磷酸钙骨水泥(CPC)为复合填充材料,制备了复合增强结构人工骨。研究了PLLA的棒材力学性能、支架设计和制作及其不同增强结构形式对人工骨力学性能的影响。力学试验结果表明,所制作的人工骨有效提高了承载能力,并且该复合结构能有效弥补金属骨无法降解的缺陷。     

基于二次聚类的主动脉弓分割方法

提出一种基于均值漂移和层次聚类的二次聚类图像分割算法(MSHC),在CIE(LUV)颜色空间,首先运用均值漂移算法实现图像的平滑及初步聚类,然后将结果中每个区域的均值作为第二次聚类的初始值,对图像进行层次聚类处理至满足预定效果为止.最后,将图像中主动脉所在类的均值作为区域生长的种子点,完成目标提取.该MSHC算法分割效果良好,易于重建主动脉弓三维模型,且模型立体感强,可清晰展现其空间三维结构.     

用于人工骨制造的新型快速成型系统的开发及其工艺参数研究

采用先进的BP技术和仿生CAD建模进行新型生物活性骨制造的设计思想，开发了新型快速制造系统—气压式熔融沉积快速成型机。文章介绍了BP技术中FDM的基本工作原理及其特点，随后就所开发的AJS系统的基本结构、加工工艺以及各项工艺参数对成型精度的影响等方面做了进一步说明。研究证明，以气压作为挤压动力有效可行，系统工作稳定，加工精度高，不仅可以完成传统FDM的加工任务，而且通过自行研发的改性生物材料，还可以快速成型出人工骨的三维立体模型，是将模具制造和生物技术相结合的曲型案例。     

气压式熔融沉积快速成形系统

介绍了快速成形制造技术中熔融沉积造型的基本原理及其工艺特点，对气压式熔融沉积快速成形系统的基本结构、加工工艺等做了进一步的说明，详细阐述了系统的各项工艺参数对成形精度的影响，并通过工艺实验验证了从理论角度得出的各项参数之间关系。结果表明，以气压力为挤压动力有效可行，系统工艺简单，成形材料选择范围广泛，不仅可完成传统FDM的快速设计任务，还可完成制造人工生物活性骨的模型加工。     

高速电主轴专家系统人机交互及数据处理

在通用CAD系统软件的平台下 ,运用VisualLisp语言开发了高速电主轴的专家系统。提出了并行式多专家系统协同求解模式 ,通过人机交互确定有关参数 ,利用工艺数据库 ,生成数据处理和图形处理相应的加工要求 ,再进行检索、校验、计算结构参数 ,并形成图形。附图 3幅 ,表1个 ,参考文献 4篇     

基于电场定位的新型工件几何尺寸测定方法

针对数字化测量的技术特点,提出在三维电场定位原理基础上,依靠电阻抗模型的电势梯度进行工件几何尺寸测量的新方法。利用Maxwell电磁仿真软件对所建立的模型进行分析,得出定位极板参数的变化对电场均匀性和方向性的影响规律。实验结果表明:重构模型与实物的最大偏差和尺寸相对误差均在允许误差范围之内,验证了模型的正确性。     

基于支持向量机的曲面数据修补

针对有孔洞的点云数据,提出了一种基于支持向量机的修补方法.该方法首先找出孔洞的边界点,然后根据边界点获得模型的样本点集;其次,为了获得均匀的修补点,建立局部坐标系,进行坐标变换,通过坐标变换后的边界点采样得到模型的输入,实现残缺点云数据的修补,为后续的曲面构造提供完整的数据型面.     

基于混色3D打印工艺的混料腔均匀性结构设计

目前,市面上多进一出的混色3D打印设备存在混色不均、色块交界域明显等问题。依据高熔融态聚物混合原理,提出一种利用耗材挤入混合腔体积反推混合腔尺寸的方法,并从结构、压力及速度分布等流场特性对混合腔结构进行分析。分析结果表明,耗材射入混合腔角度及喉管排列形式对混合效果有较大影响。试验结果表明:该方法不仅能够实现不同基色熔融态耗材均匀混合问题,而且能够提高混合效率、缩短混合时间,为混色3D打印提供一种可行的方法。     

生物活性骨的新型制备方法研究

提出了一种制备人工生物活性骨的新方法并建立了相应的工程化制造系统。利用该系统所制作出的人工骨外形与被替代骨一致,内部具有模拟真实骨组织微管系统结构,并通过复合骨生长因子使其具有生物活性,弥补了传统生物填充材料由于缺乏活性而无法实现骨诱导的缺陷。动物试验的结果表明,所制作出的人工骨内部哈佛管与浮克曼管的仿真结构为新生骨细胞的三维并行生长提供了理想的空间条件,有效地促进了人工骨的快速活化。