高速高精光固化增材制造技术前沿进展 被引量：4

1

作者 宗学文 张佳亮 +7 位作者 周升栋 闫丹 倪铭佑 李素丽 杨来侠 王磊 黄纪霖 卢秉恒 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2021年第1期128-138,共11页

增材制造技术被称为新工业革命的标志性技术,立体光刻在能源器件、加工材料、制造方案的迭代中,发展出多种高分子材料快速成形技术方案。作为制造技术关键评价的速度、精度指标,始终引领着宏微观尺度光固化增材制造技术发展方向,推动形... 增材制造技术被称为新工业革命的标志性技术,立体光刻在能源器件、加工材料、制造方案的迭代中,发展出多种高分子材料快速成形技术方案。作为制造技术关键评价的速度、精度指标,始终引领着宏微观尺度光固化增材制造技术发展方向,推动形成崭新的技术方案。光固化增材制造技术由早期的激光点扫描成形,逐步发展出面制造、体制造。文中通过分析近5年来国内外高速高精光固化前沿文献,讨论了7种方法的技术原理、关键器件能力限制、创新特点和其面临的工程应用问题,包括体成型技术:计算轴向光刻技术和激光全息投影技术;面成型技术:连续液面生长技术、双波长光源直写光刻技术、高速大尺寸技术、飞秒投影双光子光刻微纳技术、双紫外臭氧动态掩模技术。并比较了这7种技术的科学依据技术原理与工程问题,揭示该技术的迭代演化规律和潜在应用场景。 展开更多

关键词 高速高精 光固化 增材制造 成型新方法 前沿进展

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基于FDM的PP/GF 3D打印材料性能研究 被引量：3

2

作者 李攀 陈荣 +3 位作者 王浩然 刘娟 王晓 张永超 《现代塑料加工应用》 CAS 北大核心 2024年第3期9-11,26,共4页

以玻璃纤维(GF)、聚丙烯(PP)、尼龙6(PA6)等为原料,制备了PP/GF复合材料,采用自主开发的工业级熔融沉积成型(FDM)设备制备了PP/GF复合材料打印件(PP/GF打印件),研究了GF种类、PA6和乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)用量、打印件形状特征对PP/GF打... 以玻璃纤维(GF)、聚丙烯(PP)、尼龙6(PA6)等为原料,制备了PP/GF复合材料,采用自主开发的工业级熔融沉积成型(FDM)设备制备了PP/GF复合材料打印件(PP/GF打印件),研究了GF种类、PA6和乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)用量、打印件形状特征对PP/GF打印件拉伸性能和弯曲性能的影响。结果表明:与连续GF相比,加入短切GF的PP/GF打印件力学性能更好。当PA6的质量分数为10.0%时,PP/GF打印件的拉伸强度和弯曲强度比未加入PA6的PP/GF打印件分别提高了32.76%和24.32%。加入EBS可以改善PP/GF复合材料的表面粗糙度以及打印过程中挤出量的稳定性,但对PP/GF打印件的力学性能不利。当PP/GF打印件的截面边长和打印速率不变时,其拉伸强度和弯曲强度均随截面边数增多而降低。 展开更多

关键词 熔融沉积成型 玻璃纤维 聚丙烯 拉伸强度 弯曲强度

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医用热压膜材料理化性能研究 被引量：4

3

作者 李江洪 王影 +2 位作者 曹瑞军 王晶 卢秉恒 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2018年第12期56-60,117,共6页

对4种隐形矫治热压膜材料Biolon^(TM)、Erkodur^(TM)、Scheu^(TM)和DR Proform^(TM)的理化性能进行研究,为临床选用适宜的热压膜材料以及开发新型热压膜材料提供数据支撑。物理性能主要通过力学测试和差示扫描量热法(DSC),分别分析4种... 对4种隐形矫治热压膜材料Biolon^(TM)、Erkodur^(TM)、Scheu^(TM)和DR Proform^(TM)的理化性能进行研究,为临床选用适宜的热压膜材料以及开发新型热压膜材料提供数据支撑。物理性能主要通过力学测试和差示扫描量热法(DSC),分别分析4种材料的应力应变曲线以及特定厚度(1.0mm)的应力松弛性能以及热性能;化学性能主要采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和紫外分光光度计,分别对4种材料的化学成分和光学性能进行研究分析。研究发现:4种材料在厚度小于1.0mm时,其力学性能表现为厚度越厚,材料的拉伸强度和弹性模量越大;且在预设5%位移量下,热压膜片的应力随时间衰减,且Scheu的应力松弛率最低;4种材料的主要成分是一种新型共聚酯-聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(PETG),其DSC曲线均只有一个玻璃化转变平台,材料为无定型聚合物,且材料在可见光范围内(400～760nm)的透光率均在80%以上,材料透明性能优异,均可满足隐形正畸的要求。 展开更多

关键词 聚对苯二甲酸乙二醇酯1 4环己烷二甲醇酯 热压膜材料 力学性能 透光率

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基于齿科隐形正畸材料力学性能的比较研究 被引量：4

4

作者 王影 李江洪 +2 位作者 曹瑞军 王晶 卢秉恒 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2018年第7期84-87,共4页

通过测试不同厚度热压膜材料的拉伸性能及应力松弛性能,为选适宜的热压膜材料制备隐形矫治器提供指导。利用0.5、0.75、1 mm厚度的Erkodur、Biolon、Scheu、DR膜片,在多功能静力学试验机上测试应力/应变,并测试厚度1.0 mm四种膜片的应... 通过测试不同厚度热压膜材料的拉伸性能及应力松弛性能,为选适宜的热压膜材料制备隐形矫治器提供指导。利用0.5、0.75、1 mm厚度的Erkodur、Biolon、Scheu、DR膜片,在多功能静力学试验机上测试应力/应变,并测试厚度1.0 mm四种膜片的应力松弛。每种材料随着厚度的增大,其弹性模量及最大应力均随之增加。其中Scheu1.0 mm膜片的弹性模量和最大应力最大,DR 0.5 mm膜片弹性模量和最大应力最小。Scheu膜片应力松弛性能优于其他三种热压膜片。在厚度小于1.0 mm的情况下,同种膜片的不同厚度具有不同的力学性能,材料的力学性能受厚度的影响。厚度越厚,材料的弹性模量和最大应力越大。在预设1.25 mm位移量下,热压膜片产生的回复力随时间衰减。 展开更多

关键词 热压膜片材料 隐形矫治器 隐形正畸

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中国工作母机产业发展研究 被引量：28

5

作者 王磊 卢秉恒 《中国工程科学》 CSCD 北大核心 2020年第2期29-37,共9页

工作母机在传统定义的各类机床的基础上,还包括增材制造装备、增减材复合制造装备。开展以工作母机为代表的我国高端制造装备产业发展战略研究,可拓宽智能制造路径,支撑制造强国建设。本文在系统分析全球工作母机产业链发展动态及趋势... 工作母机在传统定义的各类机床的基础上,还包括增材制造装备、增减材复合制造装备。开展以工作母机为代表的我国高端制造装备产业发展战略研究,可拓宽智能制造路径,支撑制造强国建设。本文在系统分析全球工作母机产业链发展动态及趋势、研判我国工作母机产业发展情况的基础上,对标世界先进水平,梳理出我国产业发展存在问题的具体领域:超精密机床基础研究和关键技术、大型机床加工精度和加工效率、国产机床整机性能可靠性和精度、先进增材制造工艺与复合制造工艺装备的共性技术研发、高端工作母机智能化水平。面向2035年远期发展目标,突出"十四五"阶段性亟需,针对性提出以重大设施制造工艺装备、超精密加工装备为代表的工作母机产业重点发展方向。研究建议:加强国家各类科技计划有效衔接,注重国家政策配套及评价体系协同,组建以工作母机为代表的高端制造装备共性技术协同创新体系。 展开更多

关键词 工作母机 产业发展 重点方向 高端制造 数控装备

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以铣代镗工艺研究

6

作者 王磊 张琼 +1 位作者 汤永凯 卢秉恒 《制造技术与机床》 北大核心 2021年第9期69-74,共6页

提出采用展成圆代替插补圆的原理设计了特殊的主轴结构,实现孔的以铣代镗加工工艺,并进行了实验验证。采用正交方法进行切削实验设计,分析不同工艺参数对孔特征精度(尺寸精度、圆度、孔壁粗糙度)的影响,验证以铣代镗加工孔的可行性,并... 提出采用展成圆代替插补圆的原理设计了特殊的主轴结构,实现孔的以铣代镗加工工艺,并进行了实验验证。采用正交方法进行切削实验设计,分析不同工艺参数对孔特征精度(尺寸精度、圆度、孔壁粗糙度)的影响,验证以铣代镗加工孔的可行性,并研究得出影响孔特征精度的主要工艺参数。结果发现,在铣代镗孔加工过程中,影响孔特征精度(尺寸精度、圆度)最大的因素为轴向进给速度,其次主轴转速;而影响孔特征精度(孔壁粗糙度)最大的因素为主轴转速。最后,选取某汽车变速箱壳体类零件加工为案例进行实际验证,分别对比以铣代镗加工与镗削加工,相比较采用镗削方式加工,以铣代镗加工能够节省加工刀具成本,提高加工效率。实验结果对于先进孔加工工艺研究具有重要的参考价值。 展开更多

关键词 以铣代镗 工艺研究 铣削加工 镗削加工 加工精度

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基于石墨烯涂层的热管散热器散热性能研究

7

作者 徐微 李守智 +2 位作者 陈泽昕 李波波 吴家乐 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2022年第8期56-59,共4页

热管由于其优良的导热性能,应用场合越来越广泛。为了增强热管散热器性能,将石墨烯与烧结式热管散热器结合,搭建涂覆石墨烯的热管散热器散热实验平台,并建立相应的仿真模型,分析不同电源输入功率情况下,热管散热器散热效果。研究结果表... 热管由于其优良的导热性能,应用场合越来越广泛。为了增强热管散热器性能,将石墨烯与烧结式热管散热器结合,搭建涂覆石墨烯的热管散热器散热实验平台,并建立相应的仿真模型,分析不同电源输入功率情况下,热管散热器散热效果。研究结果表明:在热管散热器上涂覆石墨烯能显著增强热管散热器的散热性能。当电源输入功率127.4 W,与普通热管散热器相比,被加热物体的稳定温度下降了15.6%。 展开更多

关键词 石墨烯 热管 散热器 ANSYS仿真

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基于3D打印非金属产品及其材料的失效浅析 被引量：5

8

作者 王影 王晶 +3 位作者 张波 王远 董谢平 卢秉恒 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期134-138,共5页

在使用3D打印技术[光固化立体成型技术(SLA)、熔融沉积成型技术(FDM)、面曝光技术(DLP)]设备与材料打印医疗模型、手术导板、齿科、康复辅具等过程中,发现应用过程存在材料失效、模型开裂变形等问题。在大量研究应用的基础上,现将产品... 在使用3D打印技术[光固化立体成型技术(SLA)、熔融沉积成型技术(FDM)、面曝光技术(DLP)]设备与材料打印医疗模型、手术导板、齿科、康复辅具等过程中,发现应用过程存在材料失效、模型开裂变形等问题。在大量研究应用的基础上,现将产品应用、存在问题以及材料的影响因素作分析研究,并提供解决方式,为后续产品与材料的应用研究作参考。 展开更多

关键词 3D打印 失效 开裂 变形

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基于FDM在制备小批量定制式医学模型中的研究 被引量：5

9

作者 王影 王晶 +4 位作者 梁嘉赫 刘玮玮 马睿佳 王磊 卢秉恒 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2020年第9期76-79,共4页

研究在利用熔融沉积成型(FDM)技术3D打印生产小批量定制式医疗模型过程中,分析医学数据导入、数据处理、产品打印全过程。根据全生产过程构建数学模型,优化工艺流程,从而达到提升产品合格率与设备利用率,为小批量生产定制式医疗模型的... 研究在利用熔融沉积成型(FDM)技术3D打印生产小批量定制式医疗模型过程中,分析医学数据导入、数据处理、产品打印全过程。根据全生产过程构建数学模型,优化工艺流程,从而达到提升产品合格率与设备利用率,为小批量生产定制式医疗模型的实现提供有益借鉴。在制备医学模型过程中,研究发现在模型打印、模型提取分割过程,耗时较多;其次在模型后处理、修复阶段。 展开更多

关键词 熔融沉积成型 医学模型 定制式 数学模型

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基于多级细分的彩色模型表面体素化算法 被引量：1

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作者 王莉 张祥云 周正友 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2022年第11期3652-3663,共12页

为充分发挥增材制造技术的体素级成型优势,实现多材料/多色彩模型的快速成型,提出一种彩色模型高精度体素化算法。该算法均匀细分三角面片,生成足够密集的点云数据,确保较小体素阈值对应的体素模型的表面能够完全封闭。针对模型包围盒... 为充分发挥增材制造技术的体素级成型优势,实现多材料/多色彩模型的快速成型,提出一种彩色模型高精度体素化算法。该算法均匀细分三角面片,生成足够密集的点云数据,确保较小体素阈值对应的体素模型的表面能够完全封闭。针对模型包围盒形状对体素模型精度的影响,在八叉树体素化表示的基础上,提出了基于边长比值的体素线性细分方法,极大地提高了体素模型的表面精度。通过编程实例证明了该算法能够实现三维彩色模型的高分辨率体素化,体素化模型满足聚合物喷射工艺的精度需求。 展开更多

关键词 增材制造 表面体素化 三角形加密 八叉树 线性细分

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基于多体系统理论的数控机床加工精度几何误差预测模型 被引量：17

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作者 王洪乐 周青华 熊青春 《制造技术与机床》 北大核心 2018年第5期78-83,共6页

针对多轴联动数控机床加工精度误差补偿问题,从分析数控机床误差产生机理和建立精度误差补偿模型的角度,提出了基于多体系统理论的数控机床加工精度几何误差预测模型。分析了B-A摆头五轴龙门数控机床的拓扑结构关系、低序体阵列、各典... 针对多轴联动数控机床加工精度误差补偿问题,从分析数控机床误差产生机理和建立精度误差补偿模型的角度,提出了基于多体系统理论的数控机床加工精度几何误差预测模型。分析了B-A摆头五轴龙门数控机床的拓扑结构关系、低序体阵列、各典型体坐标变换,推导出了B-A摆头五轴龙门数控机床精度几何误差预测函数。采用平动轴十二线法误差参数辨识算法,测量并计算了某B-A摆头五轴数控机床21项空间几何误差,为精度几何误差预测函数提供有效参量。该几何误差参数建模方法,对不同拓扑结构和运动关系的数控机床具有通用性,为后续数控机床误差动态实时补偿并提高切削加工精度提供了理论依据。 展开更多

关键词 多体系统理论 数控机床 精度误差预测 误差参数辨识算法

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基于FDM的碳酸钙改性ABS粒料的制备与性能 被引量：6

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作者 王晓 李昭勋 +6 位作者 张永超 张殿平 董庆林 周勇 陈荣 刘娟 毕晓妹 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期61-66,共6页

分别采用碳酸钙和滑石粉与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)制备出改性ABS材料,研究了填料种类、填料含量和填料粒径对ABS材料打印件翘曲率和力学性能的影响。结果表明,滑石粉或碳酸钙的加入,均可降低打印件的翘曲率,碳酸钙填充ABS的综... 分别采用碳酸钙和滑石粉与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)制备出改性ABS材料,研究了填料种类、填料含量和填料粒径对ABS材料打印件翘曲率和力学性能的影响。结果表明,滑石粉或碳酸钙的加入,均可降低打印件的翘曲率,碳酸钙填充ABS的综合性能优于滑石粉填充ABS;随着碳酸钙含量的增加,打印件的翘曲率不断减小,力学性能也在不断降低,而且碳酸钙含量越高,材料力学性能的各向异性越明显;随着碳酸钙粒径的减小,打印件的翘曲率逐渐减小,其力学性能逐渐增大,而且平行打印方向和垂直打印方向的拉伸强度非常接近。因此,通过向ABS材料中添加较小粒径的碳酸钙不仅可以降低打印件的翘曲率,使得打印过程能够顺利进行,还可使打印件的力学性能在一定程度上得到保证。 展开更多

关键词 熔融沉积成型 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 碳酸钙 翘曲率 力学性能 各向异性

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数字光处理技术成形β-磷酸三钙生物陶瓷及其生物学评价

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作者 刘玮玮 李攀 +3 位作者 李浩 赵一风 刘荣臻 李家良 《精密成形工程》 北大核心 2023年第11期69-75,共7页

目的研究数字光处理技术(Digital Light Processing,DLP)打印β-磷酸三钙(Beta-Tricalcium Phosphaye,β-TCP)生物陶瓷的成形性能与生物学性能。方法通过表面活性剂硬脂酸改性β-TCP粉体,将改性后的β-TCP粉体与丙烯酸类及甲基丙烯酸类... 目的研究数字光处理技术(Digital Light Processing,DLP)打印β-磷酸三钙(Beta-Tricalcium Phosphaye,β-TCP)生物陶瓷的成形性能与生物学性能。方法通过表面活性剂硬脂酸改性β-TCP粉体,将改性后的β-TCP粉体与丙烯酸类及甲基丙烯酸类树脂均匀混合成3D打印浆料,进行3D打印性能研究。采用X射线衍射仪(X-RayDiffraction,XRD)、接触角测量仪、数字式黏度计表征β-TCP粉体、浆料及3D打印支架性能,并进行体外细胞试验研究β-TCP多孔支架的生物学性能。结果粉体XRD结果显示,硬脂酸改性β-TCP粉体并未影响原始粉体的物相组成;而表面活性剂硬脂酸降低了树脂与粉体表面的接触角,提高了粉体与树脂的亲和性。3D打印β-TCP浆料的固含量为48%(体积分数),在常温下,黏度仅为2.91Pa·s。支架XRD结果显示,3D打印β-TCP多孔支架的主要物质仍为β-TCP,仅有部分转化为α-TCP。体外细胞试验表明,3D打印β-TCP支架表面可黏附大量细胞,培养7d后,细胞延伸至支架孔隙内,同时其溶血性结果较钛合金(Ti6Al4V)及聚醚醚酮(PEEK)的优异。结论3D打印β-TCP多孔支架可作为骨替代植入物,为治疗临床骨缺损疾病提供新途径。 展开更多

关键词 数字光处理 3D打印 Β-磷酸三钙 生物陶瓷 生物学性能

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