基于EHD的聚酰亚胺打印工艺研究

针对目前多数增材制造设备在加工聚酰亚胺（PI）聚合物材料时成型分辨率低、精度差等缺点,课题组提出将电流体动力学（electro hydro dynamics,EHD）打印方法应用于PI的高精度成型,并对此进行了研究。采用控制变量的方法探究了打印喷嘴处施加的工作电压以及收集板移动速度对PI线条成型分辨率的影响;在分析其打印原理的基础上对PI打印工艺进行了优化。研究结果表明：在一定范围内,PI线条直径随电压增大而减小,随收集板速度增大而减小。通过优化后的工艺参数实现了复杂网格形状的微图案打印,证明了利用EHD打印PI的可行性。     

FDM工艺成型体力学性能的数值分析

3D打印技术是一系列快速原型成型技术的统称,它是一种以数字模型文件为基础,通过逐层打印的方式来制造物体的技术。FDM工艺是目前3D打印技术中使用最广泛的工艺,该工艺成型产品的力学强度主要取决于打印参数的设置。研究使用FDM工艺打印的ABS材料制品的力学性能与打印参数(包括打印层厚度、沉积纤维宽度和纤维铺设角度)之间的复杂关系,使用试验设计法确定了FDM产品的力学强度与打印参数间的定量关系,为使用3D打印技术直接制造功能性产品提供了理论支持。     

直写式硅胶3D打印系统设计

针对柔性器件制备工艺复杂、定制化程度低等问题，课题组设计了直写式硅胶3D打印系统。该系统利用精密螺杆泵将高黏度单组份室温固化硅橡胶挤出，通过三轴运动平台对胶线的轨迹进行精准控制，经逐层堆积以及室温固化实现柔性器件的精确制备；通过测量堆垛结构的线距和对标准哑铃试样力学性能测试，对制备的柔性器件进行尺寸及静力学分析。结果表明：制备样品尺寸的相对误差在3%以内，哑铃式样机械性能良好，系统可以按要求进行柔性器件打印。直写式硅胶3D打印系统为柔性器件的制备提供更简化的工艺以及丰富的个性化定制。     

基于3D打印模具和凝胶注模成型的多孔氧化铝陶瓷成型工艺

针对传统方法难以成型复杂结构多孔陶瓷，且模具制作周期长、成本高等问题，课题组研究了基于3D打印模具和凝胶注模成型的多孔陶瓷材料的成型工艺。在使用光固化成型技术制作高精度规则树脂模具的基础上，优化凝胶注模工艺所需的低黏度、高固含量氧化铝陶瓷浆料，借助真空加压工艺成型氧化铝陶瓷坯件，以此实现复杂结构多孔陶瓷零件的净成形；针对工艺中陶瓷浆料在复杂结构中的充型问题，研究了浆料pH值、分散剂用量、真空加压工艺对陶瓷成型的影响，测试了坯体气孔率、抗压强度等参数。结果表明：在pH值为9、分散剂质量分数为0.4%、真空加压90 min条件下,能够制备出体积分数为52%的氧化铝陶瓷，气孔率为51.5%，抗压强度为40.1 MPa。使用该工艺制备的陶瓷材料结构完整、表面光洁，可以作为制备复杂结构多孔陶瓷部件的工艺。     

聚(3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚酯)/聚丙烯接枝马来酸酐的制备及其性能

为获得高质量的聚(3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚酯)/聚丙烯接枝马来酸酐(PHBV/PP-g-MAH)双组分材料,利用正交试验,采用不同熔融共混工艺参数制备了9种质量比为50∶50的PHBV/PP-g-MAH共混材料,优化正交工艺并研究其对共混材料的机械性能、相形态、结晶性能和热稳定性的影响.结果表明:PHBV/PP-g-MAH材料的优化共混工艺为共混温度180℃,螺杆转速40r/min,共混时间3min;在优化后的共混工艺条件下,PP-g-MAH分散相的数量平均半径和体积平均半径最小,分别为8.6μm和9.4μm,与力学性能分析结果吻合;在不同共混工艺参数下,PHBV/PP-g-MAH材料呈现不同的"海-岛"相分布,PHBV呈现不同的结晶度;当降温速率增大时,共混体系各组分结晶峰变宽,结晶温度减小,共混体系中PHBV的结晶温度明显提高;共混体系中PHBV的起始热分解温度达到了250℃,其热稳定性得到明显改善.     

基于数字光处理技术的多材料增材制造装置研究

针对目前市场上多数增材制造设备成型加工时材料单一，成型件功能单一等缺点，课题组提出了一种低成本、基于数字化光处理技术（DLP）的多材料增材制造系统。在分析传统数字光处理技术工艺基础上，课题组设计了一种多材料线性切换装置和清理装置，并搭建相关的成型系统平台；采用LabVIEW虚拟仪器平台作为控制系统核心，编写上位机程序，Arduino做下位机运动控制，建立从机电设计到多材料工艺过程一体化策略。课题组使用商业光敏树脂应用测试，结果表明系统能够实现层厚及成型件尺寸的精确控制和打印切换功能。系统能实现多材料加工成型，打印具有一定功能性的器件。     

基于正交试验的长条薄壁板件注塑工艺参数优化与定量分析

针对塑件成型过程中体积收缩率对成型塑件尺寸精度的影响,文章选取长条薄壁板件作为研究对象,利用AMI有限元分析软件对长条薄壁板注塑成型过程进行数值模拟,采用多因素交互正交试验的方法获得常用ABS塑料在不同的工艺参数下成型薄壁件的体积收缩率。以体积收缩率为研究目标,对试验结果进行定量分析,对比分析每一个工艺参数对研究目标的贡献率,并计算得到最优的工艺参数组合,依据实验结果优化塑件成型工艺。该方法的应用为注塑成型工艺参数优化提供了定量的数据参考,是一种快速而实用的方法。     

基于均匀设计的高光注塑件残余应力研究

针对注塑成型过程中存在残余应力过大会严重影响制品成型质量的问题，提出了基于均匀设计的工艺参数选用 的优化方案。通过分析残余应力产生的来源，结合不同的浇口数量及冷却／加热管道的布局设计了6种方案，并选出最 优模具设计方案。采用均匀设计法进行试验方案设计；采用回归方程对试验结果进行曲线拟合；通过MATLAB编程求 最值的方法得到最优参数组合，减小残余应力的产生。结果表明采用均匀设计法的方案设计减少了试验次数，且采用优 化参数的注塑过程有效降低了残余应力值，提高了产品质量，证明了其合理性。     

基于正交试验的遥控器双色前壳翘曲变形优化

针对某遥控器前壳在双色注塑成型过程中的翘曲变形对装配质量及产品整体外观的影响,提出了基于正交试验和AMI数值模拟的双色塑件翘曲变形快速优化方法。利用AMI有限元分析软件对遥控器前壳进行双色注射成型数值模拟,采用多因素交互正交试验的方法获得两种材料在不同工艺参数组合下的翘曲变形量,以翘曲变形量最大值最小为研究目标,对试验结果进行极差和方差分析,从而确定不同工艺参数对试验结果影响的重要性,并最终确定了产品翘曲变形最小的最优工艺参数组合。结果表明该优化方法可以快速优化双色塑件在成型过程中的翘曲变形量。     

基于灰色关联分析的注塑成型工艺参数优化设计

本工作研究了灰色关联分析法在注塑成型工艺参数优化中的应用，通过专家评估和实践经验确立工艺参数评价指标的理论期望值，采用正交法设计试验方案，基于灰色关联分析计算其关联度．以寻求最接近理论期望值的注塑工艺方案，为实现注塑工艺参数的优化提供了一种有效的手段。