约束成型基底微观特征对阻聚区及黏附力的影响

为了减小约束投影快速3D打印工艺中黏附力对工艺可靠性及打印速度的影响,提出了一种多孔透明支撑板+PDMS膜低成本实现阻聚区的方案,并围绕阻聚区形成的两个关键因素-基底透光性和气体渗透性及其影响阻聚区和黏附力的规律进行研究。通过激光加工方法制备了具有微孔阵列的石英玻璃基底,通过对基底透光性、透氧性以及氧阻聚区厚度的实验测量,研究了基底微观几何特征及光照强度、氧气浓度等工艺要素对阻聚区厚度的影响规律,并通过3D打印试验,初步研究了不同基底条件下固化层在基底的黏附力。结果表明,基底微孔影响基底的透光率以及透氧性能,所制备的具有不同几何特征微孔的基底透光率均大于84%;通过调控氧浓度、光照强度以及基底微结构特征可以控制氧阻聚区的厚度;基底及供氧条件影响阻聚区的厚度从而影响剥离力。采用本文制备的约束基底打印零件过程中可以形成阻聚区,从而显著减小剥离力,在本文的实验条件下,固化层从基底的平均剥离力由26.4 N降至5.4 N。     

连续液面成型工艺中粘附力形成的机理研究

连续液面成型工艺利用氧阻聚效应,将固化层和基底之间的固-固分离转变为固化层和液态树脂间的固-液分离,显著减小了分离力,提高了工艺的可靠性,然而在剥离瞬间固化层与液态树脂之间的粘附力仍然制约着打印速度及工艺可靠性。通过理论分析、数值模拟和试验测量对粘附力的形成机理进行了系统研究。结果表明:固化层与树脂之间的负压吸力是粘附力形成的主要原因,负压吸力随阻聚区厚度的增加而减小,随着打印截面面积的增加而增大;通过模拟连续液面成型过程,在线测量了不同阻聚区厚度下的粘附力,实验结果与理论分析和数值计算结果吻合较好。     

约束面投影成型基底表面微织构特征对固化层分离力的影响

针对约束面投影成型工艺中固化层自基底分离过程中分离力过大而影响成型效率、可靠性的问题,提出采用微织构化PDMS膜作为约束基底以减小分离力的方法.采用双线性内聚本构模型对固化层自基底分离过程进行了数值模拟,探究了不同微织构形状(圆形、方形、三角形)、面积率、高度对黏附力的影响规律,结果表明,三角形微织构阵列更有利于减小黏附力;黏附力随织构面积率的增大而增大;不同微织构高度对黏附力的影响效果较小.利用硅基模具ICP刻蚀结合微模铸工艺制备了表面具有不同微织构形状及阵列间距的PDMS膜,并对不同基底微观织构条件下固化层自基底的分离力进行了试验研究,试验结果与数值计算结果吻合较好.在最佳织构特征条件(微织构形状为三角形、间距15μm、高度为10 μm)下,相对于光滑平膜,固化层从织构化基底表面的剥离力减小了约60％.     

TC4钛合金板料激光冲击成形过程的有限元仿真

激光冲击成形集板材成形和材料改性于一体,利用激光诱导高幅冲击波的力效应使板料产生塑性变形,是一种无模、柔性成形新工艺。本文使用商业有限元分析软件ABAQUS进行了钛合金板料激光冲击成形过程的仿真研究,分析了钛合金板料厚度、激光能量、约束孔径、激光光斑间隔四种因素对材料变形量和应力应变的影响。研究表明:随着板料厚度的增加,板料变形范围逐渐减小,变形量先减小后增大;随着激光能量的增大,材料的变形量线性增加;激光约束边界孔径越大,板料变形量越大;适当的光斑间隔并不会对零件成形精度造成较大影响,在满足精度要求的条件下,为提高效率可以考虑采用间隔光斑进行冲击成形。     

颗粒尺寸及组合对SLS碳化硅预制体精度的影响

采用热法包覆方法制备了不同颗粒组合的碳化硅陶瓷粉末,并利用选区激光烧结(SLS)工艺制备了碳化硅陶瓷预制体,研究了颗粒尺寸及组合对激光烧结陶瓷预制体成形精度的影响规律。结果表明：颗粒尺寸及组合对激光烧结陶瓷预制体成形精度的影响显著,预制体翘曲量随颗粒尺寸的增大而减小,表面粗糙度和尺寸误差均随颗粒尺寸的增大而增大;相对于单一颗粒,由双尺寸颗粒组合制备的预制体的翘曲量减小了11%~50%,表面粗糙度Ra值减小了12%~20%,尺寸误差减小了38%~79.6%。     

Y-82中强度厌氧性密封粘合剂

厌氧性粘合剂,就是在接触空气(氧)时,外观不发生任何变化,如将其填充于零件间隙内呈薄膜形式,在排除氧气的状态下,则迅速开始聚合,短时间就可以固化而产生一定的粘接强度。尤其对铁、铜等金属表面,其粘接作用非常显著,可以认为是金属起了催化作用。     

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。     

不同膜材料在离子迁移谱用于爆炸物检测中的对比研究

膜材料对膜进样离子迁移谱(MI-IMS)的检测性能有较大影响。本研究基于自制的MI-IMS,通过研究目标物在膜内的渗透过程、考察目标物在膜内的传输模型,对比了聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜和聚四氟乙烯(PTFE)膜在不同条件下对MI-IMS检测性能的影响,研究了这两种膜材料在不同厚度下对于2,4,6-三硝基甲苯(TNT)的透过效率以及对水蒸气的阻隔效果。研究表明,不同类型的膜材料在物质渗透过程中受检测条件影响的差异较大,相同条件下TNT在PDMS膜中的透过效率远高于PTFE膜,而PTFE膜对水蒸气表现出更好的阻隔效果。考虑仪器的灵敏度以及对水蒸气的阻隔效果,在膜温度为180℃,载气流速为200mL/min的最优条件下,将厚度为100μm的PDMS膜应用于自制的膜进样离子迁移谱系统中对常见爆炸物进行检测,该仪器对TNT、硝化甘油(NG)、季戊四醇四硝酸酯(PETN)和环三亚甲基三硝胺(RDX)的检测限分别为109pg、37pg、172pg和91pg,实现了利用MI-IMS对爆炸物的稳定检测。     

快速成型中基于零件制造精度的分层算法优化

在快速成型技术中,以STL模型为基础的分层制造工艺存在台阶效应,台阶效应影响制造零件的尺寸精度和表面粗糙度。为了减小分层制造的台阶效应,讨论了采取较小的分层厚度,从而提高零件的制造精度。讨论了选择合理的分层方向来避免台阶效应,但是为了避免在加工时频繁添加支撑,提出了基于零件装配要求的分层方法。为了避免因分层厚度减小而增加的制造时间,讨论了通过提前对三角形面片进行分类提取,去除一部分冗余三角形面片,从而减少分层时间。提出了将此三者结合即将减小层厚、选择合理分层方向以及三角面片的分类排序结合起以减小快速成型中的台阶效应,提高制造精度,保证制造效率。通过实例进行验证,表明该方法可以有效地减小台阶效应、提高制造精度并且保持其成型效率。     

厌氧胶在夹具上应用十一例

厌氧胶是一种新型胶粘剂,它与我厂过去常用的环氧树脂胶粘剂区别在于;厌氧胶在空(氧)气中呈液态,不会凝固,而当注入(或渗入)金属接缝,与空(氧)气隔绝时,在常温下即能自行固化;单组分,无需按比例配方和加热即能使用,操作和使用十分方便;并具有粘接强度高,密封性、浸渗性和吸振性好,粘接力大而且可拆卸等特点,用于夹具零件的粘接,能提高夹具的精度,简化结构和工艺,节约材料,延长夹具的使用寿命,具有较大的经济效益。 我厂自1980年以来,在夹具上推广应用厌气胶粘接工艺(胶粘剂均为浙江省机械科学研究所研制的ZY 800型系列厌氧胶),经六年来的试…     

长窄形多孔零件冲压模具的设计

一、零件工艺分析某零件(见图1)材料为硬铝LY2,厚度2mm。经分析需由多道冲压工序成形。其工艺特点为:1)落料周边形状复杂,尺寸长宽比在11 以上;2)孔多,共有37个大小不同、形状不同的孔;3)弯曲多,宽度方向有3处折弯,另有10处“耳朵”弯曲;4)各尺寸精度要求不高。工艺方案充分考虑其孔位尺寸精度要求不高的特点,将弯曲工序安排在全部冲出后进行。由于孔多且密度大,冲孔需由两个工序完成。所以本零件的冲压工艺     

膜厚对热处理聚二甲基硅氧烷薄膜表面润湿性的影响

针对聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄膜润湿性这一重要表面特性,通过旋涂法制备不同厚度PDMS薄膜,通过接触角测量、表面形貌观测、薄膜厚度分析、红外化学光谱分析等方式对热处理前、后PDMS薄膜表面润湿性及其物理、化学状态进行表征分析,探究膜厚因素对最终热处理后PDMS薄膜润湿特性的影响机理.研究表明,不同厚度状态下热处理后H...     

TC4板材自阻电加热数控渐进翻边路径研究

提出了利用局部自阻电加热渐进成形工艺对TC4板材进行翻边成形。对自阻电加热渐进成形的设备和工艺进行了适当的改进,得到了适合于自阻电加热渐进成形翻边的实验设备与方法。为得到完整无损的零件,提出了三种不同的成形路径,并对三种成形路径所得零件的翻边系数、成形质量进行了比较。试验结果表明,三种成形路径都在一定程度上提高了翻边的成功几率,经过对比,最佳成形路径得到确定。在最佳成形路径中,初始成形角的大小会对零件的厚度分布产生影响。     

Ti-6Al-4V义齿基托超塑成形及其精确性分析

对Ti-6Al-4V义齿基托超塑成形进行了实验研究,对其精确性进行了分析。将ZrO2-TiO2陶瓷粉末与聚乙烯醇（PVA）溶液进行混合,压模成形后,在1300℃时无压烧结3h,制成与口腔形状吻合的、具有足够强度的超塑成形用陶瓷模具。在925℃时,采用超塑性胀形法可将0．8mm厚的Ti-6Al-4V薄板成形为义齿基托。对超塑成形制件的尺寸进行测量,得出的平均厚度与坯料相比减小了约21％。采用陶瓷圆柱压痕方法测量的结果表明,热膨胀对义齿基托的尺寸精度影响不大,另外,义齿基托制件的厚度分布较均匀,不影响义齿基托与口腔的贴合,可满足普通临床需要。     

基于二氧化硅溅射的PMMA和PDMS亲水改性

为了提高以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)为材料的微流体通道的浸润性,通过溅射SiO2对PMMA和PDMS进行了表面亲水改性处理。首先,对PMMA和PDMS进行氧等离子刻蚀,改变其表面形貌;然后,溅射SiO2进行表面亲水改性处理,由不同溅射时间得到不同厚度的SiO2薄膜。在亲水处理后一段时间之内对PMMA和PDMS表面分别进行接触角测量,评价不同条件下的改性效果,并对改性后的样片进行黏接性测试。结果表明:氧等离子刻蚀后,溅射时间10min以上的PMMA表面可在10天内保持极亲水的状态;溅射时间15min后的PMMA在35天之内接触角不超过10°;PDMS的亲水性可保持10天,接触角不超过60°;高温老化处理能延缓PDMS表面疏水性的恢复。实验结果显示:氧等离子刻蚀之后,溅射SiO2的方法可使PMMA和PDMS获得较长时间的表面亲水改性效果。另外,亲水改性处理后的PDMS之间仍可实现有效黏接,改性PMMA与未改性PDMS也能有效黏接。     

激光不同的波形对金属直接成形精度的影响

针对激光金属直接成形工艺中的小特征尺寸制造问题,采用数值模拟和工艺实验相结合的方法,研究了激光波形对激光金属直接成形精度的影响。研究结果表明,与连续波相比,方波和正弦波加载时具有较快的加热和冷却速度,尤其是方波,能使熔池中心具有很大的温度梯度,在平均输出功率相同的条件下,方波和正弦波能够使熔池中心达到更高的温度。同样的激光熔覆,利用方波只需要较小的平均输出功率,不但减小了热量输入,同时也减小了激光加工过程中的热影响区域。薄壁零件成形优化过程中,利用方波加载能获得最小特征尺寸的薄壁,达到提高零件成形精度的目的。     

汽车后门铰链加强板解决方案

正汽车左右后门铰链加强板是将汽车后门外板及其他零件组合联接在一起的,起加强冲压成形件固化作用。如果加强板的强度不够或者形面孔位与外门板不贴合,则会影响整车的外观以及车门玻璃的升降顺畅。零件技术分析零件实物形状如图1所示,零件材料为DC04,厚度1.2mm。检测时,要求保证面间隙公差为(2±0.5)mm,孔的位置度为0.05mm,平面度为0.2mm。为保证零件的强度要求,要求1.2mm厚的材料变薄率小于30%。汽车覆盖件需大批量生产,尺寸精度要求高,且机械半     

基于温度自适应补偿技术的氧气传感器的研究

荧光氧气传感器在使用过程中,温度变化会降低氧浓度测量精度或测量失效,因此,该文采用氧浓度、温度融合检测技术,通过不同温度下确定氧浓度与温度的经验函数关系,提出一种温度自适应补偿技术,消除温度变化对氧浓度测量精度的影响。通过实验室模拟测试,荧光氧气传感器在(-10～50)℃温度范围内,氧浓度测量精度优于±2.0%FS。     

T2紫铜箔材的U型弯曲变形

设计了箔板U型弯曲试验方案,使用不同凹模槽宽尺寸和圆角半径的微型模具,在三思微型试验机上完成了试验,分析了模具几何尺寸、箔板厚度等对箔板U型弯曲变形中冲头载荷、回弹以及表面质量的影响。研究结果表明,槽宽尺寸或圆角半径减小时,最大冲头载荷显著增加,且冲头载荷上升和下降速率都明显增大;对比两种不同厚度箔板的冲头载荷显示,冲头载荷减小速率明显快于横截面面积的减小速率,说明产生了明显的尺寸效应;另外,圆角半径或板厚减小,导致回弹角度增大,成形件精度降低;虽然成形件表面比较平整,但侧面出现划痕提示需要提高模具表面质量和采取润滑措施。以上研究结果对指导箔板微成形工艺设计具有重要意义。     

大前角成形铣刀前面形状的绘制和计算

成形铣刀的前角,一般取为零度。这样的成形铣刀,前面(切削面)形状尺寸即为被加工零件所要求的形状尺寸,制造简便,也便于保证零件形状尺寸的加工精度。对于形状尺寸要求不严的被加工零件,为了减少切削阻力,成形铣刀的前角通常可取1°～3°。但是为了延长刀具寿命,提高切削效率,保证加工质量,成形铣刀的前角可取5°～15°,对于加工木质材