基于快速成型技术的电火花加工用石墨电极研磨技术

介绍了一种制造电火花加工用石墨电极的新工艺,这种技术采用高频微振动原理,直接用快速成型制成的母型翻制成形研具,然后利用这种研具,在没有任何刀具或夹具的情况下,加工出形状复杂的石墨电极,目前,已采用一种自行开发的价格低廉、性能可靠的树脂水泥材料浇铸成了研具,并用它制成了石墨电极,用来电火花加工拖拉机曲柄连杆的锻模。     

基于最少控制点的非均匀有理B样条曲线拟合

针对叶片型线的优化设计,提出采用自适应方法提取合适的节点来插值非均匀有理B样条(NURBS)曲线的算法,实现了满足一定精度要求的数据点云拟合以及控制点的计算.该方法首先通过点云外形特征提取主特征点,把主特征点作为节点插值NURBS曲线,通过德布尔递推公式求解控制点,然后根据误差及曲率信息自适应地增加节点反复迭代,直到达到要求的拟合误差精度,从而简洁有效地实现了大量数据点云的拟合.相比传统方法,该方法能够更快地达到要求的逼近精度,同时将误差与曲率信息结合起来调整节点,不仅适合于有局部大曲率及有噪声点的数据点云的曲率计算,而且可用于估计插值节点的数量和工业逆向设计中空间曲面控制点的提取,为优化设计奠定了良好的基础.     

基于模型几何特征的光固化快速原型制作时间预计算法

提出了一种基于模型几何特征的光固化快速原型制作的时间估计算法,利用体积、有效表面积等参数及经过统计分析算是的支撑结构因素,来地估算模型的制作时间,克服了传统方法必须进行分层、加支撑和获取最终加工文件才能进行时间计算的缺点。经实践证明,该方法简单、有效、精度较高及应用性强,对实现模型制作的精确报价有较高的实用价值。     

光固化快速成型高分辨激光液位检测系统的开发

为了精确控制光固化快速成型的树脂液位,开发了基于倾角测量原理的高分辨激光液位检测系统．系统中采用亮度可变的激光源,克服了除法器的运算误差,通过闭环控制回路,测量出正比于位置传感器（PSD）输出电流的端电压,由此可精确地反映出光束位置．采用交流调制激光分离背景光和暗电流,不仅提高了PSD的检测敏感度,而且有效地消除了杂散光和暗电流对检测精度的影响．经过检测系统的精度标定,高分辨激光液位检测系统在液位为1～7mm的变化范围内,分辨率可以达到1．5μm．     

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。     

NiTi-Al金属基复合材料梁固有频率调节特性理论与实验研究

根据Timoshenko梁理论考虑NiTi回复应力作用,建立了NiTi-Al金属基复合材料梁(简称复合梁)的自由振动微分方程,研究了复合梁的固有频率调节特性.对于悬臂梁,NiTi回复应力使复合梁呈压应力状态,造成固有频率降低,在梁长度80mm、NiTi体积分数8%、预应变3%时,温度由20℃升至80℃,固有频率的减小量可达52.1%.对于固支梁,其内部应力状态取决于NiTi回复应力和热膨胀共同作用,使固支梁固有频率增加的最小NiTi体积分数约为20%.最后,利用超声波焊接技术制造了复合梁,通过热模态实验测试了NiTi-Al悬臂梁固有频率随温度变化规律.结果表明,埋入NiTi能有效调节复合梁固有频率,且实验结果与理论计算结果规律一致.     

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。     

基于STL模型几何特征分类的快速分层处理算法研究

在分析了影响ＳＴＬ模型分层处理速度因素的基础上,提出了基于ＳＴＬ模型几何特征分类的加快分层处理速度的算法,进一步提出了自适应分类算法和轮廓快速生成算法,并由此戈了快速分层软件、大量实际应用结果表明,该算法高效、稳定、可靠。     

基于快速原型的个体匹配骨骼造型方法

为了改进个体匹配骨骼的设计与制造的速度和精度，缩短病人的等待时间和提高骨骼外形的匹配程度。采取不经过曲面重构而直接利用快速原型完成人工骨骼模型的造型方法，即直接将患者骨骼的断层图像数据转化为快速原型分层制造的轮廓数据格式，并快速制造骨骼的实体原型，而对其形状的修改和编辑是在实物原型上进行的。研究结果表明，这种方法具有速度快、严谨高的特点，能很好地满足个体匹配骨骼对设计制造的速度和精度的要求。     

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。