基于RP的快速精密铸造工艺的研究

研究了用立体光刻快速原形作为模的精密铸造的型壳制造工艺。结果表明,用石英粉100、三聚磷酸钠3、锂基膨润土2、PVB溶液7、微量的JFC和适量的甲醇,充分搅拌,制得耐火浆料。在模的表面浸涂耐火浆料并撒石英砂数次,直至结成5~10 mm厚的型壳。在35℃烘箱内烘干8~10 h,300℃装炉,以300℃/h升温到950℃,保温30 min,即得浇注所需型壳。将石英粉换为其它耐火粉料并对配比略加调整,即可制得其它耐火粉料的型壳,用于其它合金的铸造。     

基于SLM的股骨柄多孔结构设计与力学性能分析

为了减轻传统股骨柄与股骨之间弹性模量相差较大而造成的应力遮挡效应,采用激光选区熔化(SLM)技术制备了基于三周期极小曲面(TPMS)的多孔结构,研究了孔隙率为55%～75%的P、G、D三种TPMS结构的力学性能,并通过有限元分析评估了不同孔隙率的P结构股骨柄在植入股骨后的应力遮挡程度。压缩试验结果表明:在适合骨细胞生长的孔隙率范围内,TPMS结构的屈服强度均大于股骨的屈服强度,满足股骨柄设计的强度要求,并且TPMS结构的力学性能随孔隙率的升高而降低,其中P结构降低的幅度最大。有限元分析结果表明,在股骨柄中引入P结构后能够有效缓解应力遮挡效应,有利于提高股骨柄的稳定性和使用寿命。     

整体式风电叶片紫外光原位固化纤维铺放制造技术

针对风电叶片树脂传递模塑制造工艺自动化程度低,劳动强度高,质量不稳定等问题,提出整体式风电叶片自动化制造新方法,该方法将紫外光原位固化工艺和自动纤维铺放技术相结合以实现整体式风电叶片的制造。根据风电叶片前后缘存在极大曲率的外形特点,提出过渡线轨迹生成算法以获得完整的初始铺放轨迹信息。通过CATIA CAA软件二次开发实现前后缘处铺放轨迹自动生成,以解决极大曲率风电叶片铺放路径生成问题。通过分析整体式叶片芯模的制造方案,并进行整体式风电叶片紫外光原位固化纤维铺放成形基础试验,验证了所提出整体式风电叶片自动纤维铺放制造方法是可行的。该方法能够使预浸带沿任意角度铺放,并通过铺缠在芯模上完整的预浸带铺层来代替分片式叶片中的胶层,有利于提高整体式叶片的综合性能。为了进一步提高紫外光原位固化纤维铺放工艺所制备的复合材料层合板的性能,高质量光固化预浸带的研制需要尽快开展。     

金属颗粒冷态高速微喷射增材制造工艺研究

针对金属零件三维自由直接成形工艺中普遍存在的高能耗、高热残余应力等问题,提出了金属颗粒冷态高速微喷射增材制造新工艺。以常温下的高压氮气作为加速气流,利用微喷枪将微米级的金属粒子加速至其临界速度以上形成沉积。针对高速微喷射增材制造平台搭建、具有高加速性能与高分辨率的微喷枪设计展开了研究,并在此基础上,进行了单点成形与单线成形的试验研究,通过最小特征尺寸的大小与稳定度分析新工艺成形精度与成形质量,通过微观结构与显微硬度分析新工艺成形件的基本力学性能。试验结果表明:在一定范围内,通过喷射压力的变化可以实现单点成形尺寸的线性可控,通过喷射压力与导轨移动速度可以实现直线成形线宽与层厚的线性可控;试验中的0.9 mm的最窄线宽与低于8%的线宽波动量保证了该工艺一定的加工精度与成形质量;致密的微观组织结构与较高的显微硬度值保证了该工艺成形件良好的力学性能;多层扫描时层与层之间致密结合保证了该工艺逐层累加制造的能力。研究表明,金属颗粒冷态高速微喷射是一种稳定可控,可行的增材制造新工艺。     

多维微驱动器纳米定位系统的研究

本文论述了在有多维微驱动器定位系统中，应用PID和FUZZY联合控制的方式解决定 位中存在的速度调节与系统振荡的矛盾；应用坐标变换方式解决多维定位系统中的干涉现象 ；以及在实际系统中，采用直线电机与微驱动器联合驱动的硬件构架，并配以上述控制策略 ，对定位系统进行粗定位和微定位，最终实现大范围和高精度的定位系统.     

刀切型纸层叠快速原型系统切割机理研究

采用具有自适应转向能力的刀具取代激光切割,实现一种经济型快速原型制造系统。介绍了刀具结构,采用曳物线模型分析了刀尖运动及其轨迹的形状误差机理,提出消除误差的逐接点修正方法。在已开发的试验机上制作切割样件研究割缝形态尺寸,回归分析表明在正常切割深度范围内因割缝造成的尺寸误差不超过0.003 mm。实际制作显示用这种刀具实现纸的层叠快速原型制造系统具有实用价值。     

钢中塑性变形机制研究的新进展

本文介绍了近年来对工程上实用钢铁材料塑性变形研究中发现的一些新的,具有典型意义的位错形态,讨论了位错与碳化物相互作用的缠结模型,疲劳裂纹萌生的粗大疲劳变形带的扩展模型,以及显微区域循环硬化与软化竞争模型,闸明了钢中塑性变形的机制。     

基于光固化原型的燃气轮机涡轮叶片整体式陶瓷铸型设计与制备

高质量的陶瓷铸型是精密铸造中获得燃气轮机涡轮叶片的基础,而传统的陶瓷铸型制备工艺存在型芯型壳组合的装配误差和无法制造叶片内部细小冲击孔的缺点。因此,提出了一种基于光固化原型的燃气轮机涡轮叶片整体式陶瓷铸型制备工艺。首先,在分析新工艺对光固化树脂原型功能要求的基础上,确定其结构组成;其次,利用ProCAST软件模拟了燃气轮机涡轮叶片浇注过程,避免了缩松缩孔缺陷的产生,完成了光固化树脂原型的详细设计;最后,制备出了整体式陶瓷铸型,并快速铸造出燃气轮机涡轮叶片。     

利用光固化快速成形技术和凝胶注模工艺制备变周期电磁晶体

提出了一种光固化快速成形技术及凝胶注模工艺制备变周期电磁带隙晶体的工艺路线,结构材料是氧化铝陶瓷.研究了该工艺制备得到的电磁带隙晶体的微现形貌,及其在8～13 GHz微波段的带隙特性,并对比了不同比例拉伸后的变周期结构和标准结构的微波带隙特征.测试结果发现,与同等外形结构尺寸的周期性结构相比,变周期金刚石EBG结构的带...