三维微流道支架直接压印成形方法

针对软质生物材料支架内部三维微结构成形难题,提出了结合分层制造、微压印与冷冻干燥技术的三维微流道支架直接压印成形方法.通过开发自动化成形设备,实现了材料溶液填充、微结构压印、结构预冻、层间黏结等工艺过程的可控化,从而解决了传统手工操作所造成的结构重复性差、成形效率低等问题.研究了模具表面等离子处理、亲水物质添加、改变溶液填充方式等工艺对自动化成形过程中微结构复型性能的影响.结果表明,向材料溶液中添加微量亲水物质并辅助溶液填充引导,可实现软质水溶性天然生物材料内部复杂微流道结构的精确三维压印成形.通过工艺装备保证了成形过程的自动化和稳定性,从而实现了支架微结构制造的可重复性与可控性.     

节水灌溉微滴头的快速开发

阐述了节水灌溉设备的关键部件微滴头的快速开发过程，介绍了根据流道的流体力学原理进行的微滴头迷宫形流道设计，面向工艺的结构CAD模型生成，利用快速成形制造技术进行样件的快速制备。实现了节水微滴头的快速开发，开发的微滴头可直接应用于灌流实验和生产实际中。 (将发表在《西安理工大学学报》2001 Vol.17 No.2)     

中国应从“制造车间”发展为“世界制造工厂”

由中国国家自然科学基金委员会(NSFC)、吴贤铭基金会(美国)主办，中国机械工程学会(CMES)、美国机械工程师学会(ASME)、美国科学基金会(NSF)协办，西安交通大学承办的第6届海内外青年设计与制造科学会议暨第6届吴贤铭制造科学会议”(ICFDM’04)于2004年6月21～23日在西安召开。会议目的是推动设计与制造科学研究和技术发展，加强设计制造科学领域海内外学者学术交流与合作。     

采用立体编织工艺构造人工骨仿生微结构

为了实现人工骨植入体内的有效活化,应用立体编织法制作人工骨的微管结构.以CAD设计人工骨的微结构,用三维立体编织技术将可吸收手术缝合线编织成人工骨微结构支架的负型,为控制人工骨的微管尺寸,在缝线上涂敷Ⅰ型胶原蛋白,在编织物内充填自固化磷酸钙骨水泥(CPC),固化后形成含有微孔结构的人工骨.实验表明,缝线的降解速度高于CPC的降解速度,能够早期在人工骨内部形成相互导通的微管道结构,这不仅有利于骨生长,还可以促进人工骨的活化,同时还具有一定的力学强度,可望用于骨缺损的修复.     

一种板料弯曲及回弹计算的新方法

针对复杂弯曲问题,提出了“状态属性”的概念,建立了“状态坐标”算法从而有效地降低了计算的复杂程度。应用“状态坐标”算法,以纯为例,对循环加载下的弯曲应力和回弹变化规律进行了分析计算,得到了一些有意义的现象和结果。     

光固化快速成型中零件变形机理的研究

以光固化快速成形过程 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、面分布载菏的概念;根据零件在成型过程中结构变化的特点,提出了时变刚度的概念,基于此,建立了零件成型过程中的力学模型,揭示了成型过程中零件变形的本质问题,通过实验研究了零件的变形问题,实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,显著地减小了成型过程中零件的变形,提高了成型零件的精度。     

PEGDA水凝胶的光固化成形工艺及其性能评价

采用光固化成形技术制备三维结构软骨组织工程聚乙二醇双丙烯酸酯(PEGDA)水凝胶,并对其成形工艺参数进行对比研究.对聚乙二醇(400)双丙烯酸酯(PEG(400)DA)溶液光固化成形单条线及单层面的形貌尺寸进行测量,研究PEG(400) DA体积分数、激光扫描速度以及扫描线间距等参数对测量结果影响.对制备的PEGDA水凝胶成形尺寸、成分、吸水率、压缩弹性模量等进行评价,结果表明:随着曝光量以及φ(PEG(400) DA)的增加,水凝胶单条线的固化厚度与固化宽度均增加;随着激光扫描填充向量间距的增加,水凝胶单层面的固化厚度减小;随着φ(PEG(400) DA)的增加,固化后的水凝胶吸水率降低,压缩弹性模量增大.采用φ( PEG(400) DA)为30％的溶液,激光器功率为0.1W,扫描速度为1 800 mm/s,填充向量间距为0.15 mm,能够制备出定制化膝关节水凝胶软骨支架,其吸水率为191.67％,平均压缩弹性模量为0.75 MPa,满足软骨组织工程的需求.     

基于快速成形的β-磷酸三钙人工骨结构设计及制造

提出一种以计算机辅助设计(CAD)和光固化快速成形技术为基础的人工骨间接制造方法．应用CAD准确设计和控制人工骨内部结构，通过光固化快速成形技术制造相应的树脂模具，在模具中填充β-TCP生物陶瓷，经过烘干和热分解去模，获得了与设计相符的β-TCP生物陶瓷人工骨，该方法克服了传统人工骨构造方法中内部微管道结构不可控的缺点，为构造更有利于细胞-组织长入和成活的人工骨内部空间结构开辟了新路，实验证明，从人工骨的结构设计到最终的烧结成型，整个过程均是可控的，而且按照设计准则所构造的生物陶瓷人工骨内部空间结构，有助于促进其活化。     

基于立体成型法的微激励器静态特性分析

介绍了一种新型的微细加工方法，即微型立体成型法以及基于这种方法制造微型电容式激励器的工序步骤，详细分析了该激励器在静电力作用下的静态特性，导出了可动极板处于稳定平衡时的条件及在此条件下的线位移范围，给出了驱动电压与可动极板位移量之间的关系曲线，用所制作的微激励器对上述推证结果进行了实验验证。     

光固化快速成型树脂涂层厚度的研究

介绍了光固化成型中的树脂涂层厚度的控制问题，从理论和实际上论证了涂层过程中影响树脂涂层厚度的主要因素是刮板间隙，流道内的压力降以及涂层速度。研究结果显示，由于树脂流道内的压力降很小，因此涂层速度及树脂粘度的变动对涂层厚度的影响也很小。在涂层过程中，对涂层厚度影响最大的因素为刮板间隙，在刮板间隙上于10倍涂层厚度的情况下，涂层厚度接近于间隙大小的1／2，其波动将影响涂层质量及成型过程。根据实验结果，对刮板间隙进行了优化，结果显示涂层厚度偏差的平方和达到最小值。