激光快速成形中材料线收缩对翘曲性的影响

针对激光快速成形过程中光固化时零件产生翘曲的问题，从光固化树脂的体收缩和线收缩2个角度进行实验研究，发现体收缩对成形零件的翘曲变形并没有直接的,电话号码则线零件翘曲有着非常重要的影响，线收缩愈大，则零件翘曲愈厉害，但翘曲性除与线收缩有直接关系外，还与树脂材料本身结构有关。用双悬臂测试件及闭合桥结构测试试件进行了验证，为改善成形零件翘曲，提高成形精度提供了一定的理论和实验依据。     

整体式风电叶片紫外光原位固化纤维铺放制造技术

针对风电叶片树脂传递模塑制造工艺自动化程度低,劳动强度高,质量不稳定等问题,提出整体式风电叶片自动化制造新方法,该方法将紫外光原位固化工艺和自动纤维铺放技术相结合以实现整体式风电叶片的制造。根据风电叶片前后缘存在极大曲率的外形特点,提出过渡线轨迹生成算法以获得完整的初始铺放轨迹信息。通过CATIA CAA软件二次开发实现前后缘处铺放轨迹自动生成,以解决极大曲率风电叶片铺放路径生成问题。通过分析整体式叶片芯模的制造方案,并进行整体式风电叶片紫外光原位固化纤维铺放成形基础试验,验证了所提出整体式风电叶片自动纤维铺放制造方法是可行的。该方法能够使预浸带沿任意角度铺放,并通过铺缠在芯模上完整的预浸带铺层来代替分片式叶片中的胶层,有利于提高整体式叶片的综合性能。为了进一步提高紫外光原位固化纤维铺放工艺所制备的复合材料层合板的性能,高质量光固化预浸带的研制需要尽快开展。     

压印对正系统中标记图像几何畸变的校正

在综合分析了多种线性及非线性畸变后,建立了三次多项式图像系统畸变模型。采用基于控制点偏差目标函数最小优化法进行畸变模型的求解,并通过计算自标定偏差均方差与互标定偏差均方差对标定结果进行了评定。结果表明,模型求解误差为0.22 μm,通过校正标记图像几何畸变引入的定位误差由2.5 μm降低到0.25 μm,可实现压印对正系统中标记图像几何畸变的校正,实现精确定位。     

温变特性对C/E复合材料制孔质量影响的试验研究

从玻璃化转变温度、热膨胀特性、碳纤维与树脂界面温变特性等方面分析了碳纤维增强环氧树脂(C/E)复合材料的温变特性。对C/E复合材料进行钻削试验,测量钻削区域的温度,并采用温变试验箱改变钻削环境温度,对比不同钻削环境温度下的制孔质量、孔壁表面质量和孔出口质量。通过试验,确认温变特性对C/E复合材料制孔质量有较大影响。     

纤维铺放压紧力及预浸带加热温度对复合材料力学性能的影响

采用三因素四水平正交实验与单因素实验相结合, 通过力学性能测试及SEM和光学显微镜微观形貌观察研究了复合材料铺放过程中压紧力、 预浸带加热温度及芯模温度对复合材料力学性能的影响。实验结果表明: 压紧力与加热温度对层间剪切强度(ILSS)影响很大, 而芯模温度影响较小; 当压紧力为600 N、 预浸带加热温度为30℃、 芯模温度为18℃时, 复合材料综合力学性能达到最佳。微观形貌观察结果表明: 随着压紧力和预浸带加热温度升高, 纤维与树脂接触充分, 树脂与纤维分布均匀性较好, 层间富树脂区的厚度较小, ILSS逐渐增加; 但当预浸温度上升到40℃以后, 压紧力作用导致树脂与纤维的分布均匀性变差, 层间富树脂区的厚度较大, 从而导致ILSS下降。     

电弧喷涂Zn-Al-Cu伪合金涂层形变强化效应研究

研究了电弧喷涂制备的Zn-Al-Cu伪合金涂层性能,有限元法计算了电弧喷涂层的应力状态,X射线衍射方法分析了Zn-Al-Cu伪合金涂层的物相,并测量了涂层硬度。研究发现,喷涂过程中金属液滴的冲击强化,以及涂层温度场的作用,与基体接触的涂层表面呈现压应力状态;决定涂层硬度的重要原因是涂层在形成过程中的残留应力状态;涂层经过时效处理,硬化相的析出,没有提高涂层硬度,应力状态的变化,涂层硬度反而降低。     

SL法用光固化树脂中聚合物填充剂对收缩性影响研究

本文用聚合物填料对SL用光敏树脂进行改性处理,研究了填料量对树脂粘度,密度,固化速度,以及对固态聚合物密度,线收缩、和体收缩的影响,并经激光快速在成型机验证, 获得了一种用于激光快速成型的实际可行低收缩性光敏树脂。     

基于湿法刻蚀的MEMS压印模版制作

介绍了一种基于玻璃湿法刻蚀低成本的MEMS压印模版制作工艺,工艺中以单层光刻胶作为刻蚀掩模,重点研究了改善刻蚀图形几何轮廓和提高表面质量的方法。在对钻蚀形成机理进行分析的基础上,通过对比偶联剂不同涂敷方式及不同蒸镀时间对刻蚀结果的影响,优化了硅烷偶联剂的涂敷工艺,使钻蚀率降低到0.6,图形几何形状得到改善。分析了刻蚀生成物的溶解度,采用HCl作为刻蚀液添加剂对刻蚀产生的难溶物进行分解,提高了表面质量。对刻蚀表面缺陷的形成原因进行了分析,采用厚胶层工艺消除了表面缺陷。利用该工艺制作了图形特征尺寸为100μm的MEMS压印模版,并进行了初步压印实验,得到了很高的复型精度。     

激光快速成形中时间效应与零件翘曲性关系研究

研究了激光快速成形中树脂固化过程以及固化收缩滞后于聚合速度的现象 ,提出了收缩完成的时间效应概念 ,通过实物原形制作研究了时间效应对零件翘曲的影响及几种表现 ,并利用时间效应对成形工艺进行了改进 ,使零件翘曲性得到很大的改善。     

纳米二氧化钛改性光固化树脂的研究

以纳米TiO2的丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)分散液为添加剂改性激光快速成型用光固化树脂SPR4000,通过对树脂及固化物的酸值、分子质量、IR、DSC、热重分析、流变性及力学和热性能测试等研究了改性后光固化树脂的性能,并用扫描电镜对纳米TiO2在树脂中的分散情况进行了观察。结果表明添加的二氧化钛质量分数为0.75%时,体系力学性能最好,拉伸强度提高15.25%,冲击强度提高41.35%,弯曲强度提高41.75%,耐热性也有所提高。纳米二氧化钛PMA分散液的加入解决了纳米二氧化钛在树脂中的分散稳定性问题,保证了树脂体系的固化速度及交联密度,满足了制作工艺,提高了光固化树脂SPR4000的力学性能。