聚乳酸(PLA)3D打印薄板制件精度研究

采用FDM3D打印方式制备了薄板制件,研究了打印速度、填充方式及层厚等工艺参数对制件表面粗糙度以及制件尺寸精度的影响。结果表明,为得到较好的表面质量,应采用的最佳打印填充方式顺序为:绕直线型直线型同心型;对薄板制件,要得到较好的表面质量和尺寸精度,最佳打印速度为30mm/s,最佳分层厚度为0.2mm;在实际打印参数的设置过程中,应特别注意打印速度对薄板制件整体质量的影响。     

熔融沉积制造工艺参数的优化

在FDM工艺参数优化设计中，使用一个包含22个尺寸、几何精度及表面粗糙度特征的测试件，采用一个具有最少试验次数的正交试验得到27个FDM原型。通过使用三坐标测量仪和表面粗糙度轮廓仪来测量原型件的各种特征，并使用MATLAB软件进行试验数据处理，据此结果来评估FDM原型件的质量。取得了加工工艺参数与原型件质量之间的关系，并进行了工艺参数的优化。研究结果表明，工艺参数的优化设置能大幅度改善原型件的质量。     

三维打印成形粉末的均匀试验设计研究

利用带限制的混料均匀方法对三维打印成形的粉末配方进行试验设计.对试验数据进行多元非线性回归分析,验证了石膏基粉末中各个成分对三维打印成形制件的影响规律.结果表明,粉末中石膏含量是影响制件密度的关键因素,而聚乙烯醇则可以显著提高制件的表面质量,减小尺寸变形量,白碳黑和聚乙烯醇的交互作用对制件密度和尺寸变形量也有一定的影响.     

基于制件尺寸规格与评价指标的熔融沉积工艺参数优化

熔融沉积制件尺寸规格不同将引起尺寸精度差异性问题,对采用不同评价指标优化工艺参数时会引起错误导向。为此,文中针对3种尺寸规格试样,以层厚、填充速度、喷头温度和填充率为因素,以尺寸误差、偏差和打印时间为质量评价指标,采用Taguchi正交实验法,研究不同尺寸规格与评价指标对熔融沉积工艺参数优化的影响。实验结果表明:3种试样沉积时存在尺寸精度差异性,不同组的等效尺寸偏差值和各方向尺寸偏差值呈波浪递增趋势,且前者波动幅度随尺寸规格的增大而减小;两种精度指标有优劣之分,偏差指标更为科学合理;由打印时间指标得到的因素影响顺序相同。文中最后对比了因素优水平数据结果,提出了不同质量要求下3种试样的工艺参数组合优化方案。     

扫描速度对ZrO_2陶瓷膏体3D打印精度的影响

3D打印以其个性化定制的独特优势近年来在医疗修复领域迅速发展,挤出自由成型(EFF)工艺通过陶瓷膏体的分层堆积可以实现陶瓷义齿的定制化3D打印.以氧化锆为原料进行EFF系统的挤出成型工艺研究,主要从挤出丝、片层、立体模型3个方面探究了扫描速度对ZrO_2陶瓷膏体3D打印尺寸精度的影响.结果表明:扫描速度与打印制件精度的匹配存在最佳值,过快或过慢的扫描速度都不利于陶瓷膏体的成型;当扫描速度V_s=2 mm/s时打印的挤出丝、片层、立体模型尺寸误差小,打印精度较高.     

用光斑补偿法改进光固化成形件精度的研究

研究和分析了光固化成形件台阶效应产生的原因以及对制件尺寸精度的影响，提出了根据表面几何特征进行相应的光斑补偿的方法．利用该方法成形的原型件会留有合理的打磨余量，从而可以在去除台阶效应的同时，保证制件的最终尺寸精度。     

微滴喷射3D打印尺寸建模与数值模拟

形貌尺寸是影响微滴喷射3D打印微结构精度的重要指标,主要受材料自身特性及打印工艺参数的影响,其中打印速度、加速度等为可控工艺参数.本文以微滴喷射打印直线轨迹为研究对象,建立了速度、加速度对打印尺寸及微滴沉积位置的预测模型,并通过数值仿真进行了验证.结果表明,所建模型能对3D打印尺寸及微滴沉积位置进行较为准确的预测,其中尺寸预测精度达6.07%、位置偏差预测精度为2.69%.研究结果可为微滴喷射3D打印尺寸控制提供理论和实际参考.     

熔融沉积成形制件表面粗糙度预测模型

针对熔融沉积成形的制件表面较为粗糙这一问题,通过试验方法分析关键工艺参数对表面粗糙度的影响,重点分析层厚和挤出宽对制件表面粗糙度的影响,研究成形过程中丝材截面的变化情况与侧表面轮廓的形成过程,建立表面粗糙度预测模型,并进行试验验证。研究结果表明:2组试验中,模型预测的表面粗糙度和实际测得的表面粗糙度的平均相对误差分别为6.25%和5.04%,证明了该模型的可行性。     

面曝光快速成形制件的拉伸强度

为了研究面曝光快速成形工艺的制作参数和制件放置方式对制件强度的影响,按照国家标准设计了测试件,在不同的制作参数和制件放置方式条件下,对测试件进行了拉伸实验,研究了不同制作参数和制件的放置方式对制件拉伸强度的影响.结果表明,曝光时间在60~360s范围时,随曝光时间的延长,拉伸强度由2.21MPa逐渐增大到15.94MPa;切层厚度在0.05~0.5mm范围时,随切层厚度的增大,拉伸强度由17.33MPa逐渐减小到1.90MPa;放置方式对测试件的拉伸强度有显著影响,沿长度方向放置制件时的拉伸强度最高.     

浅析设计因素对冲模寿命的影响

分析了冲裁间隙、模具结构型式、制件毛坯、冲压设备等设计因素对冲裁模具寿命的影响方式和程度,提出了模具设计时根据冲裁件形状、尺寸、精度、材质和制件批量等方面的要求选择冲裁间隙、模具结构型式的基本原则和方法。     

基于小波神经网络熔丝堆积三维打印精度预测模型

摘要： 熔融沉积快速成形是一个多参数耦合的非线性过程,大量成形参数对成形件精度具有重要影响.为了弄清各个工艺参数对成形零件精度的影响,提高熔丝堆积三维打印产品精度,运用Matlab软件建立了利用成形工艺参数预测产品精度的小波神经网络模型,完成了算法设计.通过熔丝堆积三维打印实验采集样本,利用训练样本对所建立的网络进行训练,完成网络输入输出精度映射关系,并利用测试样本对所训练网络进行检验.仿真试验表明,产品精度预测模型具有很高的精度,验证了该预测模型在理论和实践上的可行性、有效性.把小波神经网络方法运用于熔丝堆积三维打印参数与成形产品精度之间的建模,解决了难以用数学方法建立精确模型的问题.     

电流体动力喷射3D打印工艺参数对泰勒锥和打印图形的影响和规律

电流体动力喷射3D打印是一种新型微纳增材制造技术,它具有成本低、结构简单、精度高、打印材料广泛等突出特点和优势.但是,由于电流体动力喷射3D打印的打印速度快、喷嘴和基底打印距离小,特别是对于微尺度特征图形的打印,其实际图形及打印质量难以直接观测,而且影响打印图形精度和质量的工艺参数较多,各个工艺参数相互耦合和相应作用.因而直接有效的控制打印图形的精度(线宽)和质量(线边缘粗糙度)是其面临的一个挑战性难题.本文提出一种通过调整打印工艺参数间接控制泰勒锥形状和尺寸,进而实现对于打印图形精度和质量有效控制的新方法.建立了线宽与工艺参数、材料性能和基底关系的理论模型;通过实验,系统研究并揭示了电流体动力喷射3D打印工艺参数对泰勒锥和打印图形的影响及其规律;优化出针对同一喷嘴较为理想的喷印工艺窗口;并通过典型实验工程案例研究,采用内径60μm喷嘴实现了最小线宽3μm打印,验证了实验研究结果的正确性和有效性.本文提出的方法和实验研究结果为电流体动力喷射3D打印的打印精度、图形质量和打印稳定性改进及提高奠定了基础,并为简化和易于操作提供了一种切实可行的方法.     

光散射法在位检测钢轧辊表面粗糙度的研究

介绍基于光散射原理的光纤式表面粗糙度测量仪的原理和结构，研制了一种新型测量仪，其测量范围和测量精度都有很大的提高，并应用于在位钢轧辊的表面粗糙度检测。     

DRNI型磁盘表面粗糙度非接触测量仪

本文论述了研制成的一种用于计算机硬盘盘片等超精密表面粗糙度非接触测量的智能化仪器;提出了基于外差干涉原理的平行双光束设计方案,简述了该测量仪结构、光学系统、驱动控制系统、光电转换系统、数据处理系统及精密定位系统;给出了表面粗糙度多刻线标准样板以及磁盘表面粗糙度的实测曲线.测试结果表明,该测量仪的示值误差优于3%,示值变动性小于±3%,可实现自动调焦自动测量.     

光散射法在位检测钢轧辊表面粗糙度的研究

介绍了基于光散射原理的光纤式表面粗糙度测量仪的原理和结构．研制了一种新型测量仪，其测量范围和测量精度都有很大的提高，并应用于在位钢轧辊的表面粗糙度检测     

基于正交试验的SLS工艺参数多指标优化

由于选择性激光烧结技术复杂的成型机理,其诸多工艺参数对制件精度都有很大的影响,且同一工艺参数对制件精度不同指标的影响程度也不同.基于正交试验法,通过对高分子材料的SLS试验,研究了烧结层厚、加热温度、激光功率等3个工艺参数对制件形状精度和尺寸精度的影响规律,并运用多指标综合平衡法,确定最优的SLS工艺参数组合方案,对提高SLS制件的综合质量具有指导意义.     

紫外光固化快速成形可重复制造技术

快速成形技术在组织支架、药物给送系统方面的应用越来越广泛。针对快速成形可重复制造技术,探讨使用三维造型补偿技术解决快速成形过程中成形误差不一致问题。设计具有典型尺寸特征的标准试验件,并使用快速成形设备成形,对X、Y、Z三个方向的成形尺寸进行测量,综合探讨三维打印快速成形精度的影响因素。结果表明:三维造型补偿技术对模型成形过程产生的制造误差能够有效控制,成形误差一致性达90%以上,为工件的可重复制造提供了有效的解决方法。     

金刚石薄膜光学透过性能的研究

研究了金刚石薄膜的厚度、表面粗糙度及其成分对金刚石薄膜光学透过率的影响,采用AFM观察金刚石膜的表面形貌并测试其表面粗糙度Ra值;用XPS仪测试了金刚石膜成分;用UV-365分光光度仪测试了光学透过率.结果表明:表面粗糙度是影响金刚石薄膜光学透过率的重要因素,其降低一倍,光学透过率增加两倍多.要提高金刚石薄膜的光学透过率,应大力降低表面粗糙度.     

杯形砂轮磨削球面的表面粗糙度分布

基于杯形砂轮回转式磨削球面原理,对各个砂轮块运动轨迹在球面分段纵切的单位圆周长度上的落点数量进行统计,发现了不同尺寸杯形砂轮磨削球面的轨迹密度及表面粗糙度的分布规律.对比2组粗糙度测试实验,验证了轨迹密度分布所推测结论.实验结果表明,杯形砂轮尺寸、球面工件尺寸是影响杯形砂轮磨削球面粗糙度分布的关键因素.     

光纤测量表面粗糙度的试验研究

本文论述了采用多模光纤束非接触测量表面粗糙度的方法;介绍了光纤测试系统主要参数的选取;提出了提高系统分辨率和稳定性的措施;最后给出了研磨制件表面粗糙度的实测结果。