Perusing Piezoelectric Head Performance in a New 3-D Printing Design

Rapid prototyping (RP) is a computerized fabrication technology that additively builds highly complex three-dimensional physical objects layer by layer using data generated by computer, for example CAD or digital graphic. Three-dimensional printing (3DP) is one of such technologies that employ ink-jet printing technology for processing powder materials. During fabrication, a printer head is used to print a liquid on to thin layers of powder following the object's profile as generated by the system computer. This work looks at redesigning 3DP machine, using piezoelectric demand-mode technology head in order to improve accuracy, surface finishing and color quality of constructed models. The layers created with aforesaid system are between 25 to 150 μm (steps of 25 μm).     

NiCr-Ni3Al梯度涂层的制备

为了给功能梯度涂层的实际应用提供试验依据 ,本文介绍了在TA5板基材制备NiCr-Ni3 Al梯度涂层所采用的混合团聚法制粉、逆设计法和等离子喷涂工艺。微观观察和成分分析表明 ,本试验所采用的设计方法和制备工艺实现了涂层成分沿厚度方向呈梯度分布。     

3D打印金属材料研究进展

3D打印技术是快速原型制造技术的一种,也被称为增材制造技术,被誉为"第三次工业革命"的核心技术,其中金属3D打印被认为是将来制造业的主导方向.金属粉末材料是金属打印的物质基础,同时也是3D打印技术发展的突破点.综述了3D打印金属粉体材料的研究现状,重点介绍了钛合金、铝合金、不锈钢、高温合金和镁合金等5种金属粉体材料在3D打印技术中的应用,并对金属粉体材料的运用进行总结和展望.     

静电吸附式快速成型制造法

静电吸附式快速成型制造法是一种新的快速成型方法。它的工作原理是：首先产生可吸附粉末黏结材料的带电截面图像，然后，吸附粉末黏结材料并输送到粉末基体材料上，再通过一定方式使粉末黏结材料熔化，把粉末基体材料黏结起来并固化。这种方法是在计算机的控制下，通过逐层成型（一次成型一整层），而不是逐点成型的方式来成型三维物体的，因而，用此方法成型零件，效率高，成本低。     

微机械及微细加工方法的研究

基于光固化快速成型制造技术,结合光刻技术、牺牲层技术以及化学镀膜技术,研究了一种新型的微细加工方法,提出了非导电极板（光敏树脂固化物）镀膜的新方案,设计了一种有较大驱动位移的微型电容式激励器,并介绍了其加工制作的工艺流程。实验结果表明此微细加工方法是可行的,从而开辟了微细加工的新途径。     

粘附和根切对模态局部化加速度计的影响

为研究基于单面刻蚀的微机电系统制造工艺对模态局部化加速度计的影响,通过分析释放和刻蚀工艺对模态局部化加速度计结构的影响以及对加速度计幅频特性和初始工作点的影响研究了粘附和根切对模态局部化加速度计的影响。结果表明：释放氧化层时由于液体张力的存在极易使得器件层与基底层发生粘附,导致器件失效;根切会导致谐振器之间的质量差异,从而导致加速度计初始幅值比较大的漂移,增加了信号检测的难度。可见基于单面刻蚀的微机电系统制造工艺会增加模态局部化加速度计传感器的不确定性。     

基于倾斜摄影的混凝土3D打印成型精度分析与预测

混凝土3D打印技术是一项新型的增材制造技术,为了实现采用混凝土3D打印技术来快速打印高质量的成型构件,综合利用迭代最近点(iterative closest point, ICP)算法和倾斜摄影测量技术来分析3D打印构件的整体偏差、局部边界偏差和圆弧角半径,并根据整体偏差和边界偏差对成型精度及可建造性进行研究,最后利用边界偏差和圆弧角半径对打印模型进行预测。结果表明：在混凝土3D打印配合比为水泥∶砂∶粉煤灰∶减水剂∶混凝剂∶水=1∶1.12∶0.09∶0.004∶0.006∶0.32,打印速度V_d为45 mm/s,最佳挤出速度V_j为138 mm/s时构件成型精度最高;对倾斜摄影模型拟合对齐,并对其具体位置偏差标注色谱图,可知混凝土3D打印构件在第4层时压缩变形较大,可建造性较低;利用预测模型与混凝土3D打印实体构件进行拟合,可知预测模型与基准模型相比误差约1 mm,验证了所提方法及预测模型的合理性。     

基于反求工程的个体匹配化骨骼制造方法的研究

针对传统制造方法无法再现人体骨骼原有形状的问题，提出和实现了2种人工骨骼的制造新方法，即直接插值法和曲面拟合法。这2种方法依据病人患处的CT(Computer Tomography)或MRI(Magnetic Resonance Imaging)的断层数据，结合现代图像处理技术，根据临床实际需要，利用反求工程技术，采用快速成型的加工方法，实现了人工骨骼的个体匹配化制造。2个骨骼的制造实例证明，运用基于反求工程的新型制造技术，可以再现人体骨骼的原有形状，并具有制造周期短、成本低的优点。     

3D打印机喷头及工作台振动响应特性分析

寻找高效率、高精度、低成本的陶瓷3D打印机是3D打印技术在陶瓷材料应用方面非常重要的一部分。以柱塞式陶瓷3D打印机为研究对象,建立运动轴简化模型,并利用ANSYS Workbench软件分析柱塞式陶瓷3D打印机运动轴在单轴运动及多轴联动时,喷头及工作台的振动等动态响应数据,并通过打印样件实验,验证了喷头不断变换打印方向时,运动轴启停所造成喷头和工作台的振动,及工作台在下降打印层高时的振动对打印精度的影响微小,运动轴结构稳定,可保障打印精度。     

推动现代出版业发展的计算机技术

现代出版与印刷业是社会的重要支柱产业之一,支撑着一大批高精尖技术的发展。印刷技术是以计算机为核心的一整套技术的总和,种类繁多,发展迅速,按出版的过程可以分成以下几个阶段信息输入与校对阶段、印前阶段、数字印刷、出版信息化管理等。经过三十年的发展,计算机给出版业带来了翻天覆地的变化,效率、成本、准确度等所有方面都带来了革命性的提高,成为推动出版业快速发展的主要动力。     

2021年机械超材料热点回眸

近年来,受益于3D打印先进制造技术和机器学习设计方法的快速发展,机械超材料的研究取得了卓越的成果,实现了一系列自然界罕见甚至不存在的反常规、反直觉的力学性能.与自然材料不同,机械超材料的性质主要来源于人工结构而非材料本身化学组分,故而具有巨大的设计空间.2021年,机械超材料领域涌现出了一批非常优秀的工作.从机械超材料...     

无电解沉积用于太阳能电池(英文)

研究分为两部分讨论:(1)是利用无电镀与自组装单分子层表面改质技术制备用于染料敏化太阳能电池上具有催化性的铂对电极;(2)是利用无电镀与微米压印法技术制备硅单晶太阳能电池的电极.适当的表面改质技术(Self-assembled monolayers,SAMs)成功地开发出一低温湿式制程,可制备出具有高度选择性的铂对电极用于透明导电玻璃面上.通过原子力显微镜分析,发现3-(2-Aminoethylamino)propylmethyl-dimethoxysilane(Me-EDA-Si)可成功的改质于透明导电玻璃上,同时利用高解析电子能谱仪来分析每一步骤的改质,证明钯触媒可成功的接于导电玻璃上以催化铂无电镀反应的进行,因而发现经无电镀沉积的薄膜呈现粗糙的表面而提高了铂触媒的活性表面积.因此利用无电镀所制备的铂对电极所组装而成的染料敏化太阳能电池具有较利用溅镀法所制备的铂对电极所组成之电池有较高的效率.为开发制备双层结构(无电镀Ni3P/电镀铜)的电极于硅单晶太阳能电池上作为收集太阳能电池所产生的电子.结合了无电镀与微米压印法来制备无电镀镍金属为导电层以取代传统的银浆.其优点在于利用无电镀镍作为导电层可降低与硅基材之间的接触电阻(NiP为10-4Ω.cm2,银为10-3Ω.cm2),更可大幅的降低线宽(小于40μm).另微米压印法不只能提升电池之效率更可提高模块之功率.在无抗反射层的相同条件下,利用无电镀与微米压印法所制备之电池其效率可高于传统利用银浆所制备之太阳能电池约1%左右的效率.     

送粉速率对射频等离子体球化粉末性能的影响

采用射频等离子体球化技术对多次激光3D打印废弃的GH4169合金粉末颗粒进行二次改造,研究了送粉速率对粉末球化效果的影响规律,分析了粉末球化前后显微组织及性能的差异.研究结果表明:送粉速率越小,单位质量粉末吸收过多的热量而导致其气化,颗粒表面“吸附小颗粒粉末”较多,球形粉末收得率很小;送粉速率越高,单位质量粉末吸收的热量不足以熔化所有粉末颗粒,出现部分的卫星球、包覆粉等缺陷,粉末球化率降低.球化处理后的粉末颗粒显微组织主要包括胞状晶、柱状晶和微晶.在适宜的等离子体球化工艺参数下,获得的粉末颗粒球形度极佳,流动性和松装比得到显著改善,粉末平均粒径增大,粒径分布更趋均匀.     

A Four-color Matching Method Combining Neural Networks with Genetic Algorithm

A brief review of color-matching technology and its application of printing RGB images by CMY or CMYK ink-jet printers is presented, followed by an explanation to the conventional approaches that are commonly used in color-matching. Then, a four-color matching method combining neural network with genetic algorithm is proposed. The initial weights and thresholds of the BP neural network for RGB-to-CMY color conversion are optimized by the new genetic algorithm based on evolutionarily stable strategy. The fourth component K is generated by using GCR (Gray Component Replacement) concept. Simulation experiments show that it is well behaved in both accuracy and generalization performance.     

激光计算机直接制版版材概述与初步研究

本文对当今世界印刷技术的前沿———计算机直接制版及版材进行了概述,并简单介绍了我们的研究工作     

用于印花过程中浆量计算的图像处理方法

印花生产过程中,浆料用量估计不准确问题长期困扰着印沈企业。这里介绍了一种浆料用量的计算方法。花布印洒中各颜料的用浆量同该颜色图案面积的大小密切相关,采用图像处理的方法可得到各色图案的面积,同时考虑布质粗细、印花速度、浆料浓度等因素,最终可准确估计出各色浆料的用量。     

EIGA法制备激光3D打印用TC4合金粉末

采用电极感应熔炼气雾化法(EIGA)制备激光3D打印用TC4合金粉末,研究了雾化气压对粉末收得率、粒径、粉末形貌、松装密度、流动性及空心球率等特征的影响.结果表明:随着雾化气压的增加,粉末收得率、球形度增加,而粉末平均粒径减小.雾化气压为6.0MPa时,粉末收得率超过50%,平均粒径小于100μm,松装密度为2.950 g/cm~3,流动性为2.242 g/s,空心球率低于3%.雾化气压为7.0 MPa时,非球形缺陷粉末和空心球率增加.对比雾化气压为6.0 MPa制备的不同粒径粉末,以及激光3D打印后的拉伸曲线与断口形貌,发现50~100μm粉末打印TC4合金的抗拉强度达907.7 MPa,延伸率最大达15.3%,具有良好的强韧性.     

Forming mechanism of ink layer on the printing plate in inking process and influencing factors of its thickness

Ink layer thickness on the printing plate greatly influences uniformity of ink transferred to the substrates , which is an important indicator of printing quality , so the study of ink layer and its thick-ness is important for improving the quality of printing products .Ansys CFX is used here to build a model of ink fluid adhering to lower vibrator roller , form inking roller , and printing plate for analy-zing ink transferring in inking process .Ink layer thickness on each position of the model is acquired to analyze the forming mechanism of ink layer on printing plate , as well as the influence of oscilla-tion speed of lower vibrator roller and dot area percentage of plate on ink layer thickness of printing plate.It can be concluded that , in the case of fixed ink supplying amount , ink layer thickness in-creases along with the increasing of oscillation speed , and decreases when the dot area percentage is getting larger and the minimum is got when the dot area percentage is 100%.At last , experiment of plate inking on print ability tester verifies the correctness of the simulation analysis .     

Solid Freeforming and Combinatorial Research

A view of manufacturing processes is presented in which five distinct categories are defined as casting, deformation, machining, joining, and solid freeforming. Solid freeforming is essentially biomimetic and shares problems of morphogenesis with natural processes. Our team in University of London has been exploring three mechanisms of solid freeforming. In dry powder deposition and direct ink-jet printing, the emphasis has turned to the problem of delivering a complex shape in which the three dimensional spatial arrangement of composition is delivered from the design file. In extrusion freeforming, the aim is to control microstructure at hierarchical levels also from the design file. The quest for 3-D functional gradients is satisfied by acoustic and ultrasonic dispensing and mixing of powders so that each layer can be patterned. These methods could be extended to deliver the complex patterns demanded by left-handed microwave metamaterials. Dry powder deposition and direct ink-jet printing are turning towards combinatorial methods in which multiple sample libraries are used to accelerate discovery. In turn, this paves the way for ‘autonomous research machines’ which steer their own search refinements in response to our requests for new materials. In this way, solid freeforming used for sample preparation can give an ‘arm’ to an intelligent machine so that it can conduct its own experimentation and learning; an idea that originated with Alan Turing in the late 1940s.     

金、银、铜等典型高反射率材料的激光增材制造

激光增材制造金银材料可用于艺术品、首饰、手表等的定制化制造.铜是传统工业的重要材料,具有良好的导电性和导热性;铜的激光增材制造材料被广泛用于电子设备、热管理系统、交通运输、工业制造等领域.金、银、铜的激光增材制造具有广阔的应用前景,但也面临着重要问题:金、银、铜材料对激光的吸收率很低.理论分析表明,光吸收率受材料的电导率和激光波长的直接影响.用合金化粉末或表面改性的粉末替代原始粉末打印,或用短波长蓝光或绿光激光打印,可以提高粉体对激光的吸收率,得到更好的打印态样品.本文总结了铜、金等高反射率材料的激光增材制造的激光成型现状和原料端现状,亦对铜、金等高反射率材料的激光增材制造的未来发展趋势做出了展望.