金属零件的快速制造技术

以316L覆膜不锈钢粉末为烧结材料，进行烧结试验，通过对其工艺方案的总结，介绍了SLS选择性激光烧结技术条件下的金属零件的快速制造技术。     

基于模板映射的个性化接骨板快速设计

为快速设计符合特定个体患骨的个性化接骨板,提高接骨板与患骨的贴合性,提出了基于骨骼模板映射关系的个性化接骨板快速设计。首先,基于已有骨骼平均化曲面模型进行表面区域分割成骨骼模板,并建立接骨板类型与模板之间的对应信息;然后,将已修复受损骨骼(目标骨骼)模型映射到模板上,在模板上选出适合此受损形状的接骨板类型;最后,通过模板到目标骨骼反映射获取一组新的语义参数,自适应生成适用于受损骨骼的个性化接骨板。实验结果表明,所提方法能有效提升个性化接骨板的设计质量与效率,并通过三维打印对接骨板与目标骨骼贴合性进行有效验证,为后期的接骨板的制造提供了有力保障。     

SLM激光快速成型设备的设计与开发

选择性激光熔化(SLM)技术是目前较先进的激光快速成型技术,而高精度的SLM设备是进行SLM快速成型研究的基础.由于进口设备价格昂贵,所以自主开发了一套SLM设备.论述了该设备的设计和制造要求、总体结构和工作原理及主要组成部分的性能特点和功能.给出了加工实例.该设备具有成本较低、运行平稳、加工精度高等特点,为同类设备的研发提供了借鉴.     

激光选区熔化增材制造激光束光路系统优化研究

介绍了金属选区激光熔化成型技术的原理及研究现状,并提出了激光光路系统的优化设计方案,重点对激光器、扩束镜、扫描振镜、调焦装置和聚焦透镜等设备器件进行了原理分析和优化选型,并进行了相应光路系统的研制。对选区激光熔化成型设备的优化设计具有一定的指导意义。     

选区激光熔化快速成型系统及工艺研究

选区激光熔化技术是近几年出现的能直接制造终端、近终端金属产品的快速成型技术.描述了选区激光熔化快速成型设备系统组成,选区激光熔化对激光子系统、扫描子系统及软件子系统的功能要求.经工艺实验,分析了扫描速度、激光功率、扫描间距对成型质量的影响,并通过成型1个三维金属实体,验证了系统的可行性.     

飞机导管数字化快速敏捷制造技术

介绍了国内外飞机导管数字化制造技术的应用现状,分析了国内导管制造技术在新机研制过程中常见的技术问题,提出用三维模型代替实样作为导管数控弯曲与检验、组合夹具设计与制造的方案,并通过规范化建模、软件开发,建立了飞机导管数字化敏捷制造集成系统,实现了导管的快速工艺分析、组合夹具的快速设计,最后给出了应用实例.     

金属零件激光直接快速成型制造技术研究

以圆柱形金属零件激光直接快速成型为实例,阐述了激光直接快速成型技术工艺参数的确定方法,并给出数控平台移动位移、驱动速度、驱动加速度与脉冲、脉冲频率、脉冲频率变化率之间的对应关系.以VC6.0为二次开发平台,采用PCI1240运动控制卡和步进电机驱动器对步进电机的旋转运动进行控制,以完成被加工零件需要的平面曲线扫描运动和分层间歇运动.     

金属零件激光直接快速成型制造技术研究

以圆柱形金属零件激光直接快速成型为实例,阐述了激光直接快速成型技术工艺参数的确定方法,并给出数控平台移动位移、驱动速度、驱动加速度与脉冲、脉冲频率、脉冲频率变化率之间的对应关系。以VC6．0为二次开发平台,采用PCI1240运动控制卡和步进电机驱动器对步进电机的旋转运动进行控制,以完成被加工零件需要的平面曲线扫描运动和分层间歇运动。     

飞机导管数字化快速敏捷制造技术

介绍了国内外飞机导管数字化制造技术的应用现状,分析了国内导管制造技术在新机研制过程中常见的技术问题,提出用三维模型代替实样作为导管数控弯曲与检验、组合夹具设计与制造的方案,并通过规范化建模、软件开发,建立了飞机导管数字化敏捷制造集成系统,实现了导管的快速工艺分析、组合夹具的快速设计,最后给出了应用实例。     

基于数字化3D技术的股骨假体再设计与激光选区熔化制造

研究了基于数字化3D技术的全膝置换股骨假体再设计并通过激光选区熔化(SLM)技术直接制造了股骨假体,以满足医学上对全膝置换股骨假体的高适配性要求。对一名患者的全膝关节CT连续断层图像提取股骨3D模型,根据骨科医生手术规划进行了数字化3D解剖与测量,并据此对目前商业化的假体进行了重新设计。然后,利用SLM技术直接制造了再设计完成的3D股骨假体模型,并讨论了制造工艺参数、机械性能、空间优化摆放位置以及成型精度等关键技术。实验结果显示:依据患者股骨远端解剖参数可完成股骨假体的3D模型再设计并可利用SLM技术直接制造出股骨假体,单个股骨假体成型时间为5.2h,成型精度标准偏差为0.030mm,成型致密度达到99.02%;热处理后成型性能优于美国实验材料学会(ASTM)F75的铸造标准。得到的结果表明该项技术可以快速制造完成患者所需要的股骨假体,且成型性能优良。     

压缩机出口处导流板的模拟与改进

针对压缩机出口处导流板内流场的不均匀性,提出了几种导流板改进的方法来削弱漩涡的影响,提高均匀性。改进的方法为:添加短导流板、改变导流板的几何安装角、切割导流板以及降低导流板的弯曲度。借助Fluent软件对导流板改进前后的流动进行数值模拟,结果表明:降低导流板弯曲度或添加一半的导流板,均对漩涡削弱明显,效果好,其余方法的效果较差。     

微特征结构对导光板翘曲变形的影响

为研究不同微特征结构对导光板翘曲变形的影响,以导光板翘曲变形为质量目标,利用Moldflow MPI5,首次仿真研究了尺寸规格为11×3×0.8的导光板上5种不同微特征结构阵列(V型凹槽阵列、U型凸槽阵列、金字塔阵列、圆环阵列以及微透镜阵列)在不同工艺参数下对导光板翘曲变形的影响。仿真结果表明,微凸点微结构阵列影响最大,微圆凸点阵列导光板最大翘曲量为0.039 7 mm, 圆环微结构阵列影响最小,相同工艺参数下圆环微结构阵列导光板最小翘曲量为0.028 2 mm,两者相差最大达40.78%,而且凹结构微特征阵列对导光板翘曲量的影响幅度总是小于凸结构微特征阵列。结论认为,在导光板设计阶段就应考虑不同微结构特征对导光板注射成型翘曲变形的影响并优先选用圆环等凹结构微特征阵列,以减少导光板注射成型的翘曲量。     

注射成型参数对微结构阵列导光板翘曲量的影响

为研究不同的工艺参数对微结构阵列导光板翘曲变形的影响,以微结构阵列导光板的翘曲量为质量目标,利用MoldFlow MPI5,仿真研究了不同工艺参数下,尺寸规格为11 mm×3 mm×0.8 mm导光板的翘曲变形。采用正交实验法找出影响微结构阵列导光板翘曲变形最小参数组合,然后采用单因素法仿真研究不同工艺参数对微结构阵列导光板翘曲变形的影响。结果表明,保压压力对微结构阵列导光板翘曲变形的贡献率最大(60.19％),其次是注射时间(13.13％),成型工艺参数对微结构阵列导光板翘曲量的影响顺序为:保压压力>注射时间>保压时间>熔体温度>冷却时间。结果表明,在微结构阵列导光板注射成型阶段,就应考虑不同工艺参数对微结构导光板注射成型翘曲变形的影响,并优先考虑保压压力的设置,以减少微结构阵列导光板微注射成型的翘曲量。     

直接金属成形喷射技术

分析了现有典型直接金属成形同轴喷射喷头系统的专利,结合试验提出了喷头系统的设计准则。在此基础上设计开发了单喷点同轴喷射系统。试验证明该喷头使成形工艺控制更加灵活,提高了成形零件的质量。     

插床导杆机构的设计造型与运动学仿真

首先根据插床运动机构的设计要求,进行了插床导杆机构的设计与尺寸计算,然后运用Pro/E软件进行导杆机构的结构设计与造型,最后在ADMAS环境中建立该机构的虚拟样机模型,对机构的实际工况进行了仿真分析,得到了相关的工作特性曲线,并重点分析了插削长度、运动过程中的加速度和导杆摆角以及施加载荷情况等主要参数对机构运动的影响。对比仿真结果与设计要求,两者数据基本一致,验证了该设计的准确性。     

复合密封式平板闸阀的参数化设计

介绍了利用ObjectARX进行平板闸阀参数化设计的优势、方法及应用前景。     

基于CT图像的个性化人工膝关节设计与制造研究

针对目前我国人工膝关节主要依赖进口且膝关节面形状个体化匹配程度不高的现状，介绍了根据患者膝关节CT图像，经图像处理、三维重建和计算机辅助设计，最后利用基于快速成型的熔模铸造技术制造人工膝关节的方法。利用这种方法也可实现其他人工关节的个性化设计与制造。     

金属选区激光熔化成型设备控制系统设计

根据金属选区激光熔化成型设备的工作原理和控制要求,设计了以MCP控制平台为核心的控制系统。介绍了MCP控制平台的主要接口及其与激光器、振镜和步进电动机等主要执行元件的硬件连接;详细阐述了MCP控制平台主要配置开发过程,给出了激光扫描、铺粉、成型仓环境控制和人机界面(Human Machine Interface,HMI)信息交互等主要工艺的控制方式。经样机生产验证,该控制系统硬件结构简单,基于API函数的脚本开发方便快捷,系统研发周期短,运行稳定,适合工业化应用。     

Design for economic manufacture of small sheet metal parts

Arguments are presented for a consideration of the DEM of pressed parts on a basis of equipment and tooling used to produce the parts rather than consider a categorisation based on ‘type’ by industry. It is also suggested that a combination of both generative and variant techniques of process planning, in conjunction with a good classification system and data base, should be used by the designer to develop, store and retrieve the type of information used in cost-optimising the design of pressed parts. This paper outlines the elements of cost involved in the production of pressed parts and presents details of a computer-aided process planning system which will assist the designer to quickly obtain the information necessary to optimise the designs. Typical computer program inputs and outputs are presented together with rules that have emerged in pressing design to reduce the number of tooling stages required and therefore the component manufacturing cost.     

大吨位自卸车货厢高强度钢板强度等代设计

对大吨位自卸车货厢高强度钢板等代设计问题进行了研究,以弹性力学和板壳理论为基础,推导出利用高强度钢板进行强度等代设计时板厚的计算公式,给出了具体的等代设计流程图,并对大吨位货厢进行了轻量化设计。在不改变货厢原结构情况下,实现了货厢减重1679.757kg,约32.95%,取得了较好的轻量化效果。