激光快速成形纯钛与瓷的结合性能研究

评价了应用激光快速成形(LRF)技术制作纯钛与Noritake Ti-22钛瓷的结合性能.利用商用纯钛粉末、激光快速成形系统和优化的成形工艺参数,制作纯钛试样,测鼍了其热膨胀系数(CTE),根据ISO9693标准采用三点弯曲方法对钛瓷结合强度进行测试,并对瓷剥脱后的钛表面进行扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析.结果表明激光快速成形纯钛的热膨胀系数与铸造纯钛无统计学差异,且与Noritake Ti-22钛瓷匹配.激光快速成形纯钛与Ti-22钛瓷的分离类型为混合断裂,包括内聚型和粘附型.钛瓷结合强度大于ISO9693标准所要求的基本值(25MPa).激光快速成形技术有颦成为加工烤瓷熔附金属修复体的新技术.     

用于牙科植入体的激光快速成形纯钛性能研究

利用工业用纯钛粉末、激光快速成形(LRF)系统和优化的成形工艺参数,制成了纯钛的测试试样,根据国家标准GB/T 13810-1997和GB/T 16886.5-2002分别进行力学测试和细胞毒性实验。力学测试结果为抗拉强度475 MPa,屈服强度383 MPa,延伸率27%,弹性模量97.54 GPa,维氏显微硬度188.4-206.3;利用小鼠结缔组织成纤维细胞(L-929细胞)进行体外细胞毒性的研究,结果表明激光快速成形纯钛细胞毒性为0级。激光快速成形纯钛试样满足外科植入物纯钛板材室温力学性能国家标准和体外细胞毒性实验标准。     

激光快速成形技术制作纯钛基底冠

为了探索应用激光快速成形(LRF)技术制作纯钛基底冠的可行性,通过激光扫描测量模拟了基牙的铝合金代型并三维重建其数字化外形,采用计算机辅助设计了基底冠。通过正交实验优化基底冠加工参数,将基底冠数据与加工参数导入快速成形系统加工10个纯钛基底冠。将完成的纯钛基底冠在铝合金代型上就位粘接,进行边缘适合性检测,评估加工精度。得到激光快速成形技术可以进行纯钛基底冠的加工,边缘适合性检测结果表明10个基底冠的各点间隙大小与临床120μm可接受的标准相比,均显著小于120μm。     

不同形貌钛及钛合金粉末激光快速成形的研究

对比分析了HDH(Hydride-Dehydride)法和GA(Gas-Atomised)法生产的两种钛及钛合金粉末颗粒的形貌和粉末颗粒内部结构;主要概述了两种不同形貌的TC4粉末的输送性能、粉末利用率和激光快速成形件的表观质量及其内部气孔状况;分析了不规则钛及钛合金粉末在激光快速成形技术中应用的可能性。     

激光弯曲成形数值模拟的研究进展

激光弯曲成形相对于传统成形工艺的优势已逐渐被人们所认识,但目前应用该技术的最大障碍是如何将工艺参数与最终成形相联系。数值模拟技术为解决该问题提供了有效手段。概要介绍了最近几年来有关激光弯曲成形的数学物理模型最新进展。指出了未来应重点研究的几个方向。     

基于激光快速成形的发动机功能塑料零件快速制造工艺

本文论述了激光快速成形技术与快速模具技术结合快速制造发动机功能塑料零件的工艺方法。该工艺在快速成形样件的基础上,通过快速模具技术实现了材料转换,解决了产品性能测试样件的制作问题,适合研制各种发动机功能塑料零件的新产品。本文通过某型号塑料进气歧管的快速制造实例,对此工艺方法进行了深入详细的探讨。     

激光直接烧结成形金属零件的试验研究

激光直接烧结成形技术是在激光熔覆技术和快速原型及制造技术的基础上发展起来的一项先进的制造技术,其发展趋势是直接制造金属零件.本文采用Ni基和Co基合金粉末进行了激光烧结实验,利用激光烧结直接成形工艺进行了单道烧结试验,研究了不同工艺参数对成形性和表面质量的影响规律,同时使用SEM分析了单道涂覆层的组织特征,并得出获得致密组织较为理想的激光烧结工艺参数.     

工艺参数对激光熔覆成形316L不锈钢形状的影响规律

激光熔覆技术经多年发展已取得许多成功的工业应用,但如何控制工艺以达到最佳成形效果,需要通过研究工艺参数与成形精度之间的关系才能找到最终的解决方案。借助激光熔覆快速成形法制备316L不锈钢实验试样,研究工艺参数组合对成形试样形状的影响规律。通过定义单涂覆层截面形状特征参数,采用线性相关法处理截面形状数据,建立工艺参数组合与截面形状特征参数的线性关系。此外,激光熔覆成形件易出现两类典型缺陷,即晶界间微裂纹和层间熔合不良缺陷。     

激光诱发板材热应力成形技术及其研究现状

概述了板材激光热应力成形技术的发展现状,分析了板材激光热应力成形的主要影响因素,综述了激光束参数、材料的性能及工件几何尺寸对激光热应力弯曲成形的影响,概括了激光热应力成形工艺的一些规律.为了能使板材激光热应力成形技术应用于生产,在总结前人研究成果的基础上,指出了板材激光热应力成形工艺存在的关键问题,并提出了目前板材热应力成形技术应用于生产所需要研究的内容.     

无模成形技术的研究概况及其进展

介绍了几种典型无模成形技术的研究概况,重点介绍了激光冲击成形的无模成形技术.激光成形是一种累积成形,一次激光冲击所产生的变形量很小,常需经过数次激光冲击的累积才能达到所需的变形量;而激光冲击成形是一个受诸多因素影响的过程.在开环控制条件下,工艺条件改变时,成形系统不能做出适当的调整,因而无法获得期望的成形效果.本文简要论述了激光冲击成形的过程,并介绍了目前激光快速成形实时监测与闭环控制技术的发展现状,并对激光快速成形过程的监测与闭环控制系统的进一步发展提出了自己的见解.     

Robotic system approach for complete denture manufacturing

A robotic system for complete denture manufacturing, which can realize automatic implanting of artificial teeth, is described. The tooth arrangement algorithm is presented, including the equations of jaw-arch curve and teeth-arch curve, setup of a single tooth coordinate system and calculation of tooth position in teeth-arch curve. An expert system software is developed that integrates high-level dentist experiences and dexterous technician skills. Three-dimensional (3-D) display of tooth arrangement, human-computer interactive adjustment of tooth position and orientation in teeth-arch curve are achieved. Robot path planning and control data creation are realized by this software also. Finally, an experiment of complete denture manufacturing is made for a patient, a pair of complete dentures is obtained, and the results are analyzed. This robotic system is expected to change the manner of complete denture manufacturing wholly, and significantly improve product quality and manufacturing efficiency.     

飞秒激光加工Ag-TiO2微纳结构及其光催化性能研究

为了提高TiO₂在太阳光下的催化性能, 采用真空蒸镀法在金属钛表面蒸镀Ag膜, 并结合飞秒激光做一步加工, 同步实现了微纳结构TiO₂的生成与Ag粒子的复合, 取得了具有良好太阳光催化性能的掺Ag的TiO₂表面。结果表明, 经300min模拟太阳光辐照, 掺杂Ag的TiO₂微纳复合材料对亚甲基蓝的降解率为70%, 是具有同样结构的TiO₂材料的1.5倍; 这种基于体材料直接加工的方法可以提高比表面积, 解决传统TiO₂分散性高、难回收的问题; 利用这种方法制备的结构化掺杂Ag的TiO₂材料在模拟太阳光照下光催化性能得到显著提升。这一结果对制备环保高效的TiO₂光催化剂具有重要的潜在应用价值, 并有望应用于工厂大规模快速生产。     

钛合金表面激光重熔镍包石墨涂层的研究

为了提高钛合金的表面耐磨性能,以镍包石墨粉末作为预涂材料,先热喷涂到Ti-6A l-4V基底表面,再采用激光技术进行重熔处理,获得了质量良好的增强涂层。通过XRD、SEM和EDS对涂层组织进行分析,结果表明:涂层的微观组织为固熔了少量Ti元素的镍基,含有大量的TiC增强相。这些TiC增强相呈现发达的枝晶状形态,是在激光重熔过程中原位反应生成的。显微维氏硬度测试表明:激光重熔涂层的硬度达到HV1200,是钛合金基底硬度的3倍。     

激光冲击强化对TC17钛合金高周疲劳性能的影响

为了研究激光冲击强化对TC17钛合金高周疲劳性能的影响,对TC17钛合金进行激光冲击强化处理,并对处理前后的试样进行了高频疲劳试验,对疲劳断口和形貌用扫描电镜和透射电镜进行了观察。7J能量激光冲击2次后,材料在300MPa下的疲劳寿命相比未处理的材料提高了近2倍;相比于母材试样,强化试样的裂纹源位于次表层深处,扩展区的疲劳条带排列更加紧密。结果表明,激光冲击强化后,试样表面强化区域产生高密度位错和位错缠结。这些缺陷能有效地阻止疲劳裂纹的萌生和扩展,进而改善TC17钛合金的高周疲劳性能。     

基于数值模拟技术优化纯钛义齿支架铸造参数

通过预测铸造参数对铸造缺陷的影响,应用有限元模拟分析软件ProCAST模拟铸造纯钛义齿支架的充型及凝固过程。结果表明：铸造成功率与铸造参数相关;通过对原铸造参数的改进,铸圈温度为150℃,铸造压力为0．2MPa时,保证了纯钛义齿支架的质量。     

钛合金二维扫描激光超声检测方法研究

钛合金材料缺陷危害性大,须进行健康状况监测。激光超声检测技术具有非接触、快速、高效等优点,可以满足钛合金结构的实时健康监测。该文研究了激光热弹激发超声应力的机理,在分析一维扫描激光超声检测效率的基础上,构建了非接触式二维扫描激光超声检测系统,用于钛合金结构健康状况的实时在线检测。实验结果表明,激光超声检测技术能有效用于钛合金结构健康检测;该系统可同时实现两个方向检测,相同条件下,检测效率较一维扫描提高约50%;实验装置简单,易于实现完全非接触式检测,可满足钛合金结构在工程实践中的实时在线检测,且可进行缺陷的定位检测。     

钛合金-不锈钢异种材料激光焊接工艺研究

为了探究钛合金-不锈钢异种金属焊接的特殊性,更好地提升两金属间的焊接性能,采用在钛合金与不锈钢之间加入填充层黄铜进行焊接的新方法,进行了理论分析和实验验证。应用ANSYS有限元分析软件分析得出填充层-黄铜的合理厚度应在0.5mm~0.7mm左右,并基于仿真结果对填充层黄铜厚度为0.5mm~0.7mm的钛钢异种金属焊件进行焊接实验,对焊接试样进行硬度、抗拉性测试及扫描电镜观察。结果表明,填充层黄铜的厚度为0.6mm时,钛合金-不锈钢异种金属激光焊接试样的焊缝形貌和力学性能较好。     

激光冲压钛合金板小曲率成形研究

为了探索钛合金板材激光冲击成形的新工艺这一目的,采用了激光冲击波技术对钛合金板料进行了激光冲击成形实验和仿真分析,取得了在激光波长为1．054μm、脉宽约23ns、能量约35J、有效光斑直径8mm、脉冲重复率0．5Hz条件下,钛合金板料变形的实验和仿真数据。实验和仿真结果均表明,对于钛合金这一类用传统的加工工艺难以成形的材料,采用激光冲击这一新颖先进的加工手段,只要控制好用于冲击的激光参数和冲击路径,就可以使板料发生事先设定的小曲率变形。这一实验和仿真结果对揭示在激光连续冲击条件下,激光加工参数、板料力学性能、约束边界、冲击路径等条件对板料小曲率成形深度、成形轮廓的影响是有帮助的。     

钛的ns脉冲激光氮化

报道用５ｎｓ脉冲激光通过激光气体合金化形成氮化钛的研究。通过探测发射光谱观察了氨化过程，用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了氨化层的表面形貌，激光烧蚀飞行时间质谱和Ｘ射线衍射标征了氮化层。激光脉冲起着熔化钛表面和激活氮的作用，导致钛的液相氮化。同时，也发现生成的氨化层是富Ｔｉ的，由δ－ＴｉＮ和α—Ｔｉ组成。