SLS快速成形系统扫描路径优化方法的研究

从成形速度入手,通过对选择性激光烧结技术(SelectiveLaserSintering)中现有的最普遍的两种扫描路径进行分析和比较,并考虑到不同扫描系统的特殊性,提出了对扫描路径进行优化的方法。从而能在保证制件成形精度的条件下提高成形速度,节约烧结成本。     

3D打印成型陶瓷零件坯体及其致密化技术

3D打印技术在陶瓷零件成型方面具有较大应用潜力,被认为是近净尺寸成型高性能复杂结构陶瓷零件的一种新途径。本文比较了陶瓷零件或其坯体的激光选区熔化、薄材叠加制造、熔融沉积造型、光固化、三维打印和激光选区烧结等不同3D打印工艺及其致密化手段的优势和不足,认为较低的相对密度和强度是阻碍3D打印陶瓷零件实现产品应用的主要障碍。本团队近年来采用造粒混合法制备出具有良好流动性的3D打印复合陶瓷粉体,再通过激光选区烧结(SLS)和冷等静压(CIP)技术分别进行坯体成型及均匀致密化处理,制备出了高性能、复杂结构的Al_2O_3致密陶瓷零件。本文回顾了这些工作,并补充介绍了溶解沉淀和溶剂蒸发这两种制备复合陶瓷粉体的新方法,利用SLS/CIP复合工艺进一步制造了ZrO_2、SiC、高白土等其它材质的复杂陶瓷零件,为3D打印陶瓷用于航空航天、医疗、艺术等领域奠定了基础。     

选择性激光烧结金属件精度和密度的研究

金属件成形精度和密度是快速成形技术在工业应用中的关键问题之一。通过对覆膜金属粉末选择性激光烧结 ,研究了激光烧结工艺参数激光功率、扫描速度、扫描间距、单层层厚 ,烧结体厚度对金属件成形精度和密度的影响关系 ,并得出了一个分析 X、Y轴方向尺寸误差的定性公式 ,给出了烧结工艺参数优化的方法 ,而且优化了一组烧结工艺参数 ,用此工艺参数成功烧制出金属原型件     

选择性激光烧结(SLS)温度的模糊控制

选择性激光烧结 (SelectiveLaserSintering,SLS)是快速成形技术的一种 ,它是集CAD、CNC、激光以及材料科学于一体的新型技术。在整个成形过程中温度是影响制件精度、强度的重要因素之一。过去我们采取了PWM、PID等控制方法 ,但由于控制对象的纯滞后性效果都不明显 ,为此 ,我们采用了模糊控制方法 ,取得较好的效果。本文介绍华中科技大学HRPS—ⅢA系统的温度控制软硬件的开发。     

以太网转RS232转换器设计

为了实现现有以RS232为通讯方式的设备的网络化监控和管理,提出了以太网转RS232的转换器设计。利用STM32F107实现了对转换器的硬件设计,对软件模块进行了功能划分,利用主程序和中断服务程序对转换器功能进行软件实现。设计的以太网转RS232转换器具有较强的通用性,在不改变硬件平台的情况下,仅对软件的处理模块进行少量修改便能适应各种RS232协议。     

4D打印——智能构件的增材制造技术

4D打印技术自2013年提出以来就引起了学术和工业界的广泛关注,它属于智能构件的增材制造技术,是在材料、机械、力学、信息等学科高度交叉融合基础上产生的颠覆性制造技术。讨论了4D打印的概念与内涵;介绍了4D打印在航空航天、汽车、生物医疗和软体机器人等领域的应用前景;阐述了4D打印在智能构件设计、模拟仿真、数据处理与工艺规划、材料、成形工艺与装备和智能构件的功能评测等方面的发展现状以及目前存在的一些问题;提出了关于4D打印的研究思考,最后指出了4D打印的未来发展方向和研究重点。     

煤系高岭土光固化浆料的流变性能EI北大核心CSCD

基于光敏树脂体系制备煤系高岭土光固化浆料,采用流变仪对浆料的流变性能进行表征,研究分散剂和增塑剂加入量对浆料流变性能的影响。结果表明:油酸作为分散剂具有降低浆料黏度的效果,当油酸加入量为高岭土粉体的1%(质量分数)时浆料的黏度最小,在该条件下40%(体积分数)高岭土浆料的黏度为49.56 Pa·s。加入增塑剂PEG-300能够进一步降低浆料的黏度,浆料黏度随着增塑剂加入量的增加而减小,当增塑剂加入量为光敏树脂的20%(质量分数)时40%(体积分数)高岭土浆料的黏度下降为19.77 Pa·s,已经能较好地满足浆料涂布的要求。采用流变性能优化的浆料进行光固化成形,经过排胶、烧结后得到复杂形状的高岭土陶瓷件。     

激光成型AISI316L复杂零件的性能

将等静压(IP)技术引入选区激光烧结(SLS)技术,以改善SLS成形零件的致密度与力学性能.采用PA12的TG曲线、拉伸实验与显微形貌等分析手段,探讨了PA12覆膜AISI316L零件的热脱脂机理与工艺.分析了SLS/IP过程高温烧结(HS)与热等静压(HIP)环节FeMn对AISI316L零件致密度与力学性能的影响规律等.结果表明:针对SLS成形AISI316L原型件,制定的脱脂工艺合理;在高温烧结与HIP环节.添加微量FeMn有利于其致密度与拉伸性能改善,经大于300 MPa冷等静压(CP)压制、1 320 ℃高温烧结与1 250℃/120 MPa HIP处理后,其致密度超过95%,弹性模量、屈服强度、拉伸强度与延伸率分别达到209.5 GPa、306 MPa、656.45 MPa与53.1%.因此,SLS/IP技术为制造高致密高性能金属零件提供了一种新方法.     

4D打印液晶弹性体工艺及其性能研究

液晶弹性体(Liquid crystal elastomers,LCEs)因其大且可逆的变形、响应速率快、优异的力学性能、各向异性以及驱动条件简单灵活等特点,在智能构件制造领域被认为具有广泛的应用潜力.为了提升液晶弹性体的成形能力,丰富液晶弹性体的变形模式及其设计方法,提出了利用墨水直写打印工艺编程液晶弹性体复杂变形模式的方法.制备了最大变形率达51％的主链型液晶弹性体,研制适合打印工艺编程的气压挤出高温墨水直写打印设备,探索了墨水直写打印工艺对液晶弹性体性能的影响规律.发现打印速率对液晶弹性体的变形率具有显著影响,随着打印速率的增大,变形率从12％逐渐增大到最大变形率51.8％后不再变化.此外,打印温度可使液晶弹性体的变形率在38.3％～51％之间变化,紫外光照时间可使凝胶分数最高到62.2％,而打印与紫外光照的间隔时间对材料的变形率没有影响.最后通过打印速率编程液晶弹性体弯曲行为,实现了液晶弹性体变形模式和行为的精确控制,证明了墨水直写打印工艺编程液晶弹性体复杂变形模式方法的可行性.     

滑石粉填充尼龙12的选择性激光烧结成型

将尼龙12与滑石粉的混合粉末进行选择性激光烧结成型,研究了滑石粉对尼龙12烧结材料的性能影响.结果表明,加入滑石粉使烧结件的热变形温度大幅度提高,同时提高了烧结件的尺寸精度和外观质量,但烧结件的拉伸强度、冲击强度随滑石粉含量的增加而降低,当滑石粉用量超过30%(质量分数)时,烧结件的力学性能明显降低.