钢丝缠绕拱梁立柱全剖分——坎合机架

重型承载机架是重型设备的关键部件,其整体制造触及到众多工艺和技术的极限能力,已成为重型工程的瓶颈。通过分析钢丝缠绕预应力承载机架的发展及其应用特性,提出基于钢丝缠绕预应力的重型拱梁立柱全剖分—坎合承载机架设计路线,以期解决200 MN级以上液压机主承载机架的制造难题。以400 MN单缸单牌坊模锻液压机承载机架的设计为例案,通过对其1∶10模型试验及有限元建模对比,分析拱梁立柱全剖分—坎合机架在特定力系(中心载荷、偏心载荷等)作用下的变形特性和承载能力,得出在一定的预紧系数下,拱梁立柱全剖分—坎合机架与整体机架在变形特性和承载能力方面具有相似性。因此对于承载达到200 MN以上的单牌坊机架,建议采用此结构。这一结构的应用将直接推动重型液压机及相关装备行业的发展。     

重型液压设备承载结构连接形式

在回顾预应力钢丝缠绕液压机的发展和现状的基础上,抽象出液压机的基本力学模型,指出重型设备工程领域常用的三种连接结构形式,即冶金结合结构、键合结构和坎合结构。分别从连接形式、力学特征和应用特性等多方面对其进行了全面比较分析,阐明了各种结合结构的优缺点,同时也阐明了坎合结构在重型承载中的应用优势。通过例举我国多台自主建造的万吨级重型压机实施情况,说明坎合原理及其技术在重型压机中已经得到广泛应用,在重型装备等行业中具有巨大潜在市场。     

高孔隙率聚(乳酸—羟基乙酸)共聚物组织工程支架快速成形新工艺

提出一种新的快速成形(Rapid prototyping,RP)工艺方法,用于成形具有可设计的多级孔隙结构、贯通的大孔结构和高孔隙率的骨、软骨组织工程支架。它将基于离散/堆积原理的快速成形工艺与相分离、致孔剂浸出法两种传统工艺相结合,将致孔剂与高分子溶液混合制成悬液,由压力注射式喷头按照计算机设计的路径挤出至低温环境,冷冻固化、粘结成形并发生相分离,溶剂结晶被冷冻干燥去除后留下一级孔隙结构(10μm),致孔剂被去除后留下二级孔隙结构(10～100μm),按照RP所设计的路径可构建任意复杂外形和三级孔隙结构(100μm),且可以保证支架具有超过90%的孔隙率。此外,由于分散颗粒可以提高高分子溶液的粘度,解决连续挤出原理喷头无法成形具有高孔隙率的低分子量支架材料,降低材料对喷射/挤出手段的要求。此处将其用于成形要求降解速度快、孔隙率高的聚(乳酸-羟基乙酸)共聚物(Poly(Lactide-co-glycolide),PLGA)的软骨组织工程支架。     

非接触式高压静电场微胶囊制备方法

为制备脂肪干细胞微胶囊,设计并研制基于高压静电成囊原理的非接触式微囊发生装置。以海藻酸钠在氯化钙溶液中成囊的方法制备细胞微胶囊,并分析电场电压、推进速度、电极距离和针头型号等参数对所制微囊粒径的影响。采用非接触式微囊发生器能制备出表面光滑、形状规则、大小均匀的微胶囊。用该装置制备出微囊化脂肪干细胞,经过一周培养,细胞在微胶囊中存活良好,增殖明显。     

聚氨酯耳廓软骨支架的快速成形工艺

在体外构建外形逼真、机械强度可调节的个性化耳廓软骨支架,是组织工程方法修复外耳耳廓缺损的重要方向之一。针对这一研究目的,采用基于快速成形原理的熔融挤出成形方法,使用颗粒状聚氨酯生物材料,通过搭建试验平台,设计一系列工艺因素对成形过程及支架力学性能的影响试验,研究制造耳廓软骨支架的最优工艺参数范围。试验发现:喷头温度影响材料挤出稳定性和弹性;成形室温度影响结构整齐度和层间结合度;送料速度和扫描速度,与挤出速度的匹配关系,影响出丝的均匀度和成形过程的稳定性;不同扫描速度的喷头所形成的温度场分布,影响已成形结构的弹性;成形过程存在最小局部反复造型面积;温度以及CLI数字模型离散处理参数,影响支架力学性能。结果表明,熔融挤出成形方法制备的聚氨酯材料耳廓软骨支架,不仅可以实现逼真的耳廓外形,还可通过控制各种工艺参数,得到接近天然耳廓的力学强度,以满足临床中不同病患的个性化需求。     

预应力钢丝缠绕技术在锻造/挤压压机上的应用

探讨了预应力钢丝缠绕技术应用于锻造/挤压压机承载结构的关键因素——预应力钢丝的蠕变特性及其影响。基于对65Mn钢丝高应力低温蠕变的测量结果及预紧力损失计算,证明钢丝蠕变的影响主要集中在压机工作初期和立柱的局部区域,并可以通过增大预紧系数加以有效补偿。对世界第一台预应力钢丝缠绕25MN自由锻/快锻液压机的温度进行了分析和实地测量,钢丝实际工作温度只有50℃。     

快速成形技术（RP）的新进展

根据在第一届北京国际快速成形及制造会议上的发言，概要介绍了世界上特别是快速成形（RP）技术最发达的美国在此领域的新进展，并且展望了我国今后一段时间内所应重视的发展方向和面向市场开展应用研究。     

熔融堆积成形过程温度场的模拟研究

针对单路径轴对称环形零件研究了熔融堆积过程中温度场动态模拟的原理、方法和程序设计。该方法对正确地选择熔融堆积成形工艺参数，有效地控制成形质量，有较好的辅助作用。     

钢丝缠绕预应力机架抗侧推能力的研究

本文对几种常用的提高极限侧推抗力的方法进行了分析和研究,并提出了一种经济而有效地提高缠绕机架抗侧推能力的方法,供同行们参考。