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。     

光固化快速成形中树脂涂层技术研究

分析光固化快速成形对树脂涂层技术的要求及对成形工艺,制件精度,成形效率的影响。并根据液态树脂的物性,分析现有激光快速成形机中各种树脂再涂层方法的特点,提出一种瀑布式树脂再涂层方法。     

快速成形中零件变形的研究

对快速成形过程中的零件变形进行了研究,建立了双层零件变形的力学模型,推导出翘曲量的计算公式,并对影响变形的因素进行了分析。为减小零件变形作了理论上的准备,具有一定的实用价值。     

光固化快速成形中激光扫描方法的研究

在光固化立体造型技术中，激光的扫描方式及扫描策略对原型的精度影响很大，而原型精度的丧失主要表现在由层间收缩力所引起的翘曲变形。深入研究了激光功率、扫描速度、扫描间距等因素对固化深度，固化线宽的影响，在此基础上实现和改进了二次曝光法并用实验证明了此方法的有效性。     

快速成形零件变形分析

快速成形零件变形是因为树脂固化中存在从液态向固态变化过程中产生的收缩,零件的变形与受力情况有关,而且受零件的尺寸、形状、位置的影响,采用二次曝光工艺,使得部分收缩自由释放,减少收缩对零件的影响,可以明显改善零件的变形。     

基于有限元的光固化快速成形中零件变形研究

以光固化快速成形过程中的零件变形为研究对象,详细分析了收缩力产生的根源及其作用原理,根据树脂固化时必然产生的收缩及层累加的特点,提出了收缩力、面分布载荷的概念;根据零件在成形过程中结构变化的特点,提出时变刚度的概念。基于此,建立了零件成形过程中的力学模型,利用有限元法分析了零件变形的趋势,揭示了成形过程中零件变形的本质问题。通过试验研究了零件的变形问题,试验结果证明了理论分析的正确性。由此提出了改进扫描工艺的分区域扫描策略,显著的减小了成形过程中零件的变形,提高了成形零件的精度。     

激光快速成形加工中扫描方式与成形精度的研究与实验

通过对激光快速成形加工中现有的激光扫描方式进行理论分析和实验验证，找出其生产零件翘曲以及引起其他误差的原因，提出一种扫描方法，解决由树脂收缩引起的零件翘曲和形状误差，并且省去光开关。     

选择性激光烧结快速成型制件翘曲变形的研究

针对翘曲变形对选择性激光烧结(SLS)成形精度的影响很大的问题,通过在HRPS-ⅢA型成型机上进行快速成型试验,找出产生翘曲变形的根本原因,得到了激光扫描速度和激光功率、粉末预热温度等工艺参数对翘曲变形的影响规律,并研究了减小翘曲变形的有效措施。     

三维打印成形的金属零件快速制造技术

阐述三维打印快速成形技术的类型及特点,对利用三维打印技术进行金属零件快速制造的几种工艺及其特点进行了对比分析.     

分层实体制造中层间应力和翘曲变形的研究

分层实体制造(LOM)是一种典型的快速成形(RP)技术,该文对分层实体制造中的层间应力和翘曲变形进行了深入研究。建立了一种LOM工艺的简化模型,通过对模型的分析,给出了零件层间正应力和切应力的计算公式。通过试验现象,对翘曲变形的两种主要形式进行了说明。首次建立了翘曲变形过程描述模型,深入分析了翘曲变形的机理,认为内应力产生的等效弯矩是使零件翘曲变形的原因。最后从材料和成形工艺两个方面对减小内应力和翘曲变形的措施进行了论述。     

面向快速成形的复杂曲面重建技术研究

针对快速成形工艺特点,提出了一种基于实物的复杂曲面几何重 建的方法。由此直接生成的快速成形机优化STL接口文件,实现了反求容差与模型网格数的 最佳匹配,避免了由通用软件转换存在的错误和繁复,提高了成形设备的前处理效率,并为 反求工程与快速成形技术的有机集成提供了可靠途径。     

Path planning effect for the accuracy of rapid prototyping system

Stereolithography (SL) is one of the rapid prototyping (RP) systems that use liquid photopolymer resin as the raw material for building prototypes. The photopolymer type of the RP system employs lasers to selectively expose the surface of the liquid resin. The absorbance of energy leads to photo-polymerization that transfers the liquid resin into solid. Subsequently, the phenomenon of volume shrinkage is unavoidable, and the curl distortion changes with the different laser scan paths, even affecting the geometric profile of the final-parts. The volume shrinkage and curl distortion are the major causes that lead to poor accuracy of the built prototype. In order to understand and improve the curl distortion and the geometric profile, so as to find a simple and suitable laser scan path. This paper first of all uses simulation and experiment to explore the deformation and shrinkage during the process of photo-polymerization while the liquid resin uses a laser beam to carry out single line scanning or single layer scanning in liquid free surface, and further understands the final change of geometric profile. Secondly, it investigates into the curl distortion and changes of geometric profile occurred in the three-dimensional part by different scan paths. Finally, a simple, proper, and effective laser scan path planning is suggested to decrease the curl distortion, and promote the dimension accuracy and the profile of the final-parts. Besides, this paper also mentions the feasibility of multi-optical processing.     

光固化快速成形过程中树脂固化零件变形的数值模拟

根据光固化快速成形过程中的零件变形机理及薄板小挠度温度应力理论,详细分析板状零件成形的翘曲变形,得到光固化快速成形过程中树脂相变收缩的力学等效模型,给出板状零件在成形过程中的时变刚度表达式、光固化等效相变收缩力与树脂材料常数间的关系式。结合力学等效模型利用有限元软件ABAQUS对双层板状零件和桥式零件的成形过程进行了数值模拟,并与试验结果进行对比,结果表明数值模拟结果与试验结果相当一致,从而可实现成形零件实际变形的可预测性,也可为改进工艺、提高成形零件的精度提供理论支持和量化依据。     

快速原型制造中小区域数据处理方法研究

深入研究了快速原型加工层面中局部小区域数据给原型加工带来的局部过烧问题,分析了小面域边界补偿后扫描路径重叠的几何特性,充分论证了过烧区域判别的必要性。针对小区域加工时带来的问题,以适当加大小区域表面积,减少扫描路径重叠为原则,提出了一种可行的补救方案。目前该方案已在开发的数据处理软件中应用,运行结果良好。     

射流电沉积快速成形技术基础试验研究

研制了射流电沉积快速成形系统并进行了基础试验研究。研究结果表明,采用该系统可实现简单形状金属铜三维样件的沉积制备,样件具有较好的形状精度和尺寸精度,沉积厚度达到1.2 mm,SEM和XRD分析表明样件微观组织呈多孔均布结构,晶粒尺寸达到纳米尺度,力学性能测试表明样件材料具有高断裂强度和高硬度特性。     

快速成形中直接切片补偿曲线转接方法研究

对快速成形制造中直接切片补偿曲线转接方法进行了分析,提出了曲线转接时微线条的处理方法;并在AutoCAD环境下利用ARX开发了软件,用提出的方法实现了真实边界中补偿曲线转接。     

直接金属成形件的性能研究

直接金属成形技术是快速成形领域研究的热点问题,文中提出一种基于弧焊的直接金属成形技术,并对基于该技术制作的成形件进行性能评测,对成形件进行密度、强度与硬度指标测试和金相组织观察表明,基于弧焊的直接金属成形件的组织结构和力学性能指标明显优于SLS（selective laser simering）工艺成形件,达到或高于铸造零件;异种材料成形时化学成分、物理性能、组织特点的差异对成形件的性能有不利影响。     

基于快速成形的生物制造工程研究

根据对仿生制造发展的认识,重新定义了仿生制造的概念,提出了生物制造和生物制造工程的概念,并将其实施途径分为内控法和外控法两大类。基于迅速发展的RP技术和生物医学技术,从全新的角度提出了生物制造实施的新途径——基于RP的生物活性生物制造方法,论述了此技术的理论基础和实施手段。理论上该方法可以制造任意形状的生物活性结构,例如：某个生物活性骨质机器零件,甚至整台机器。     

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。     

可控微结构支架光固化快速成形间接构造方法

提出一种以计算机辅助设计(CAD)和光固化快速成形为基础,精确设计和控制支架内部微观结构,实现支架外形与内部可控微结构一体化制造的方法。根据实际CT数据,应用三维CAD软件重构骨骼外形;依据利于细胞生长和促进成骨的原则,设计不同结构的支架内部微管道,控制微管道的尺寸、形状、走向、分支以及相互连通性。利用光固化快速成形技术构造相应的树脂模具,在模具中填充生物材料,待其固化后,通过热分解去除树脂模具,形成具有可控微结构的支架。光学显微镜下观察支架内部微管道结构,其结果与设计相符合。与传统支架构造方法相比,该方法在对支架外形重构和内部微结构制造的控制方面得到了改善。