煤矿机械应用激光熔覆技术的研究与实践

结合现代采煤机械对耐磨、耐蚀性能的技术要求,对采用激光熔覆技术改善工件表面性能的实践进行了总结,重点介绍了激光熔覆技术在截齿、采煤机高速轴、液压支架及掘进机密封套上的应用,对煤矿机械激光熔覆材料的选择也进行了讨论。     

大型往复压缩机曲轴裂纹的激光熔覆修复

阐述了激光熔覆技术的原理与特点,介绍了应用激光熔覆技术修复大型往复压缩机曲轴曲柄销表面裂纹的简要过程及该曲轴修复后的运行情况。实践证明,激光熔覆技术具有覆层缺陷率低、组织细密、性能优异、与基体结合牢固及在加工过程中对基体的热影响极小、工件变形小等优点。     

船舶海水管路激光熔覆涂层研究进展

首先分析了海水管路腐蚀失效原因；其次，从激光熔覆耐蚀金属涂层的性能、熔覆金属涂层的工艺以及复杂工件内部熔覆涂层的现状3个方面进行综述；最后，总结并为海水管路激光熔覆涂层的研究和发展指出了方向。     

激光熔覆在钛合金表面改性中的应用

激光熔覆是现代表面改性制造技术中的一种极有发展前途的高新技术。近年来,激光熔覆技术在钛合金表面改性方面得到了广泛的应用。本文概述了近年来国内外利用激光熔覆技术改善钛合金表面性能的研究与应用现状,提出了激光熔覆技术进一步发展的领域和方向。     

激光熔覆技术在表面失效机械件中的应用

阐述了激光熔覆的技术原理和系统的结构,重点介绍了激光熔覆技术在耐磨损和耐腐蚀方面的研究进展,总结了磨损失效和腐蚀失效机械件的修复再制造的具体应用,分析了激光熔覆技术在失效机械件修复再制造应用的可行性和先进性,展望了激光熔覆技术在失效机械件上的应用前景.     

模具的激光表面熔敷成型技术及应用

激光熔敷制造技术是激光快速成型(激光3D打印)技术的一种,其中采用同轴送粉的激光熔敷制造技术灵活程度高、粉末材料种类多,通过设备、工艺和材料系统的组配,可以形成新的表面熔敷成型技术,重点解决模具局部磨损、腐蚀、崩塌等缺陷的修复和表面结构的近净型成型再制造,也可以方便地在模具局部区域形成具有特殊性能的处理区域,具有广泛的应用前景。     

采用激光熔覆技术修复磨损轴颈

介绍了激光熔覆技术在表面修复中的应用,一些价值大的零部件,使用激光熔覆枝术修复,可以降低维修成本,缩短维修时间,同时提高零件的机械性能,该技术对解决聚酯生产设备应急维修具有重要意义.     

激光固化纤维素凝胶的3D打印研究

纤维素凝胶是亲水性聚合物的三维网络结构,具有强大的吸收和保持水的能力,从化学交联的角度介绍了制备纤维素凝胶的方法和形成机理,并提出了使用激光诱导固化纤维素凝胶实现纤维素材料3D打印的方法,完成了激光作用下的纤维素凝胶固化成型的实验。结果表明纤维素凝胶可以应用到3D打印领域,并对纤维素材料结合3D打印技术在未来发展中面临的挑战进行了总结和展望。     

激光金属3D打印技术的研究进展

3D打印技术是一种根据计算机生成的数字化模型快速制造或修复零件的先进技术。该技术首先建立一个被分割成薄层的数字化三维模型,然后通过电脑控制打印喷头的运动轨迹,将材料逐层堆积,最终堆积成完整的零件。与传统的减材制造相比,该技术具有可个性化定制、节省材料、不需要模具、能制造复杂空腔结构的优点。随着该技术的发展,3D打印的成型工艺不断丰富,能够用于3D打印的材料也越来越多。根据激光金属3D打印工艺的不同,先后产生了多种打印技术,其中选择性激光烧结、选择性激光熔化、直接金属激光烧结和激光工程净成型等4种成型工艺最为典型。重点介绍了具有代表性的4种激光金属3D打印技术的工艺原理和特点,综述了近年来4种激光金属3D打印成型工艺的研究进展。     

大型颚式破碎机偏心轴激光熔覆再制造技术研究

为了实现对大型颚式破碎机偏心轴的激光熔覆再制造修复,采用激光熔覆技术在偏心轴材料40CrMnMo试验轴段上制备铁基熔覆层。通过正交试验选择最佳的工艺参数,研究了最佳工艺参数下的熔覆层组织性能,利用金相显微镜、显微硬度计对熔覆层的金相组织、显微硬度进行了研究,最后成功对偏心轴进行了激光熔覆再制造修复,恢复了尺寸公差,并提高了表面使用性能。经激光熔覆再制造后零件在使用性能和产品质量上都能达到甚至超越新品的水平,但成本仅为新品的三分之一,给客户带来较大的经济效益,为水泥行业的再制造发展提供一种新的先进技术,为循环经济的可持续发展提供动力。     

Experimental research of drop‐on‐demand droplet jetting 3D printing with molten polymer

Three‐dimensional (3D) printing technology has become an effective method for parts manufacturing and got a certain application in many fields. Now, drop‐on‐demand droplet jetting 3D printing appears as a new method of manufacturing technology which has a proven research progress for metal, colloid, and liquid resin materials. However, there are hardly any researches of droplet jetting 3D printing with molten polymer. So, considering molten polymer as the jetting material with droplet jetting method is an explorative direction. In order to attain the molten polymer droplets and achieve droplet jetting 3D printing with molten polymer, the 3D printing technology of differential melt (3DPDM) is developed independently. According to 3DPDM, a complete set of drop‐on‐demand droplet jetting 3D printer have been developed. In this work, PP (6820) was chosen as the experimental material. Under the different print parameters such as the rotation speed of screw, nozzle diameter, mechanical impact frequency, heating temperature, the space between nozzle and platform, the form, and deposition of droplets were studied. Furthermore, the optimal print parameters were summarized. By printing models with the optimal print parameters, it turned out that the 3DPDM is able to achieve drop‐on‐demand droplet jetting 3D printing with molten polymer. © 2017 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2018 , 135, 45933.     

3D打印建筑技术及其水泥基材料研究进展评述

3D打印技术具有数字化、自动化、快速高效、无模、节省材料等特点,是一种低能耗、低排放的制造技术,也是制造业升级改革的关键技术。3D打印技术在传统建筑领域具有广阔的应用前景,能够极大缩短工程建设周期、提升建筑结构可设计性,它还是一种极端环境下极具潜力的施工技术。因此,3D打印建筑技术不仅受到科研工作者的青睐,更是得到国家的大力支持。本文系统评述了国内外基于水泥基材料的3D打印建筑技术的研究进展:首先介绍了基于水泥基材料的3D打印建筑技术的起源、发展及应用;然后从可打印性能、力学性能及耐久性能三个方面对3D打印水泥基材料研究进展进行了介绍;最后提出了关于3D打印建筑技术的思考与建议,并对其发展方向进行了展望。     

基于3D打印技术制造柔性传感器研究进展

与传统的涂覆、沉积等加工手段相比,使用3D打印技术可制造复杂立体功能结构的传感器,将3D打印与柔性传感技术结合可以促进未来生物医疗、人工智能等领域的发展。本文介绍了国内外基于3D打印技术制造柔性传感器的最新进展,其中包括聚酰亚胺等多种基底材料、纳米金属等多种打印传感材料;按照熔融沉积、黏弹性墨水沉积、粉末烧结熔化、还原光聚合和材料喷射的制造原理分别阐述了多种传感器的材料选择、成型特点,并对制造方法进行总结分析。虽然3D打印制造柔性传感器件存在着缺乏行业标准及多种类打印材料等问题,但经过不断创新与发展,3D打印将成为柔性传感领域极佳的制造手段。     

陶瓷增材制造(3D打印)技术研究进展

高性能陶瓷是现代技术发展和应用不可或缺的关键材料。常规的陶瓷制造技术难以满足对个性化、精细化、轻量化和复杂化的高端产品快速制造的需求。新兴的增材制造技术(3D打印)在高性能陶瓷的成型制造领域具有巨大的发展潜力,有望突破传统陶瓷加工和生产的技术瓶颈,为陶瓷关键零部件的应用开辟新的途径。本文针对陶瓷材料及其快速成型和后处理工艺,重点阐述了三维打印技术、光固化成型技术、选择性激光烧结技术等主流陶瓷增材制造技术的研究现状,并指出了目前存在的问题及发展趋势。     

双光子聚合3D打印

3D打印是一种快速成型的增材制造技术。光固化立体印刷(SLA)是技术较成熟和应用较广的一种3D打印技术。SLA是采用紫外激光的单光子聚合过程,其加工分辨率受经典光学衍射极限的限制,难以满足分辨率高的微纳结构的加工。不同于SLA,利用近红外波长飞秒激光的双光子聚合3D打印技术可以突破经典光学衍射的限制,制造分辨率高的纳米尺度任意形状三维结构。本文将介绍双光子吸收和双光子聚合的原理、双光子聚合的发展和双光子聚合3D打印技术的应用,最后对该技术的发展进行展望。     

3D打印在弹性体领域的应用

以弹性体为打印材料的3D打印技术为熔融沉积快速成型、立体光固化、选择性激光烧结和聚合物喷射。简介热塑性弹性体打印材料和热固性弹性体打印材料,概述3D打印技术在弹性体制品生产中的应用,综述3D打印技术在弹性体领域的发展和挑战。光硫化或光固化是橡胶领域3D打印技术的发展趋势。     

Stepwise Optimized 3D Printing of Arbitrary 3D Structures at Millimeter Scale with High Precision Surface

3D printing based on additive manufacturing has attracted widespread attention in the fields of microbiology and microelectronics due to its advantages of waste reduction, arbitrary manufacturing, and rapid prototyping in potential applications. These techniques can create structures at the centimeter scale, however, there are some limitations in terms of resolution and geometric constraints. Here, a micro–nano 3D printing protocol based on additive manufacturing to achieve the 3D structure (3DS) not only possessing millimeter scale structural dimensions but also nanometer features are proposed. A theory is verified to assist the design and fabrication of the 3DS with millimeter scale and nanometer precision. The structures are predesigned and the scanning strategy is optimized before 3D printing to improve the manufacturing efficiency and precision. A customized 3DS with a height of 2.2 mm is obtained, which is a challenge for the conventional two‐photon polymerization fabrication. Furthermore, a 1.2 mm 3DS with inside scaffold and smooth surface is efficiently achieved within 2.7 h with a nanometer surface roughness by using the proposed stepwise optimized 3D printing process. This study offers a flexible and low‐cost technology to generate highly customizable, precisely controllable 3DS for potential applications in microelectronics and microdevices.     

混凝土3D打印材料及3D打印模板技术应用进展

混凝土3D打印是现代数字化制造的典型代表,因其智能化、个性化、绿色建造的工艺优势受到广泛关注。作为一种新型建造方式,3D打印为建筑业带来了颠覆性的影响,并对传统混凝土材料提出了全新的挑战。如何提升混凝土材料与3D打印技术的适应性,实现3D打印技术在建筑中的广泛应用是人们普遍关注的焦点。本文概述了混凝土3D打印技术的发展历程,系统论述了混凝土3D打印材料在流变性、可挤出性、可建造性以及力学性能方面的研究现状,同时,介绍了3D打印模板技术在装饰及异型构筑物上的典型应用,以期为混凝土3D打印的研究与未来工程发展提供一定的参考与借鉴。     

3D打印在包装工业中的应用与前景

综述了3D打印技术中熔融沉积成型技术、激光选区烧结法技术、光固化立体成型技术、分层实体制造技术四种方法的特点和应用,介绍了应用于3D打印技术中常用的材料以及3D打印技术在包装工业中的应用。指出在包装工业中采用3D打印技术具有的优势是其它同类包装制造技术无法比拟的,3D打印技术在未来的包装工业中有着十分广阔的应用前景。     

选择性激光烧结用聚合物基材料制备研究进展

选择性激光烧结（selective laser sintering, SLS）是一种重要的3D打印加工技术,可制备传统加工无法制备的任意复杂形状的制件,广泛应用于航空航天、国防装备、医疗器械以及汽车等高新技术领域。本文介绍了SLS技术的加工原理和优势,综述了SLS技术加工成形用材料种类及聚合物基粉体材料的制备方法,主要包括相分离法、机械粉碎法、溶液法和喷雾干燥法。重点对SLS技术制备聚合物基压电复合材料及制品的国内外研究现状进行总结。虽然SLS打印制造技术面临聚合物原料种类少、功能缺乏、粉体生产成本高以及难以批量制备等瓶颈问题,但经过不断地创新与发展,SLS打印技术将成为高性能多功能高分子复合材料及其大型复杂制件的极佳制造方法。