广东省教育部产学研结合项目(2007A090302004)
- 作品数：10 被引量：94H指数：7
- 相关作者：杨永强王迪吴伟辉何兴容苏旭彬更多>>
- 相关机构：华南理工大学激光科技有限公司广州军区广州总医院更多>>
- 发文基金：广东省教育部产学研结合项目广东省粤港关键领域重点突破项目广东省自然科学基金更多>>
- 相关领域：金属学及工艺电子电信医药卫生冶金工程更多>>
- 金属质个性化手术模板的全数字化快速设计及制造被引量：9
- 2010年
- 为满足手术模板对快速成型、精确定位和个性化的要求,基于逆向工程结合正向建模设计和选区激光熔化快速成型技术提出了一种全数字化设计、制造金属质个性化手术模板的方法。分析了手术模板的医学需求,从成型方式以及扫描策略两方面提出缩减成型时间、减轻成型件重量以及减少热变形的方案。分别研究了致密态成型和非致密态成型两种工艺,其中非致密态成型采用高扫描速度实现,成型过程采用邻层互错、正交及分区扫描策略。利用上述方法,成功设计了一套手术模板,并分别利用致密态以及非致密态两种方式对模板成型。结果表明,模板尺寸精度达±0.5 mm;另外,与致密态成型方式相比,非致密态方式的成型时间减少了43.3%,模板重量减轻了18%。该方法成型的手术模板已成功应用于临床。
- 吴伟辉杨永强何兴容丁焕文
- 关键词：激光熔化
- 基于CT数据反求快速制造牙颌技术研究
- 2010年
- 为了快速制造牙颌模型和用于正畸领域的转移托盘,采用螺旋CT扫描数据、3维反求和快速成型技术相结合,分别用选择性激光烧结技术与光固化树脂成型制造牙颌,重点提出用选区激光熔化技术快速制造金属牙颌与舌侧托槽组合体,再由吸塑工艺制得正畸治疗所需的转移托盘方法。获得了牙颌模型具有高的尺寸精度,所得的转移托盘能够与托槽吻合完好。结果表明,此方法为正畸医生的诊断、治疗所需要的牙颌模型提供了较好的制作思路,并为托槽安装定位提出了好的方法。
- 杨永强王迪何兴容
- 关键词：激光技术牙颌选区激光熔化正畸
- 选区激光熔化直接成型个性化牙冠牙桥研究被引量：9
- 2010年
- 为了探索应用数字化反求设计结合选区激光熔化快速成型技术制作个性化牙冠牙桥的可行性,通过Laser-denta扫描系统测量牙列模型并3维重建其数字化外形,采用计算机辅助设计了牙冠牙桥。利用自主研发的选区激光熔化快速成型设备Dimetal-280进行了316L不锈钢粉末的正交实验工艺研究,获得优化参量,并用该参量加工设计了牙冠牙桥。结果表明,该方法能快速而精确地制造出形状复杂的个性化牙冠牙桥,且成型速度快、尺寸精度高、表面质量好、误差在±0.15mm以内,未经打磨表面粗糙度达到20μm;与传统加工方式相比,反求工程结合选区激光熔化快速成型的方法能快速而精确地制造出形状复杂的个性化金属牙冠牙桥,为其应用于口腔修复体的计算机辅助设计与制造提供了科学依据。
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- 关键词：激光技术选区激光熔化反求工程个性化
- 密度梯度零件选区激光熔化制造基础工艺研究被引量：2
- 2011年
- 为了快速制造密度梯度零件,在快速成型设备DiMetal-280上进行了选区激光熔化(SLM)成型工艺研究,分析了工艺参数与致密度之间的关系。采用316L不锈钢粉末,制造了密度从6.73g/cm3到7.78g/cm3、致密度从83.09%到96.05%水平方向变化的零件,以及密度从7.04g/cm3到7.55g/cm3、致密度从93.21%到86.91%厚度方向变化的零件;将零件沿梯度方向抛光后在显微镜下观察。结果表明,零件在梯度方向随着密度的梯度变化,孔隙量也呈现相应的梯度变化。本文采用的SLM技术在密度梯度零件制造中具有很大的潜力。
- 罗子艺杨永强卢建斌王迪
- 关键词：选区激光熔化致密度
- 选区激光熔化变密度快速制造工艺研究被引量：16
- 2010年
- 为提高快速制造金属零件的效率,同时保证零件具有良好精度及一定的力学性能,提出一种基于选区激光熔化技术的变密度快速制造工艺:将零件分为壳体区及内部填充区两个成型区域,壳体区采用致密态工艺成型,内部填充区采用非致密态工艺成型。分析了非致密态组织与致密态组织之间的过渡工艺条件:通过调整工艺参数控制对固体基础的熔化量,可实现非致密态组织与致密态组织的切换。采用316 L不锈钢粉进行的成型实验表明,采用变密度制造工艺,相对于仅采用致密态成型工艺,成型效率大幅提高,成型件重量大大减轻,且合理设置壳体厚度后,成型件可获得足够硬度;对尺寸较大的零件,还能明显改善成型精度。
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- 关键词：激光技术选区激光熔化金属零件
- 选区激光熔化成型悬垂面质量的影响因素分析被引量：20
- 2011年
- 悬垂结构是选区激光熔化成型存在的固有几何限制,其容易导致成型件形状与尺寸精度变差。为了掌握悬垂面成型出现缺陷的原因,在自主研发的选区激光熔化成型设备上,采用316L不锈钢粉末,进行了高速与低速条件下成型不同倾斜角度和不同扫描线长度的悬垂结构实验。结果表明,倾斜角越小和扫描速度越小,翘曲变形越严重,理论分析了最小成型角度与可靠成型角度分别与高速扫描、低速扫描的实验结果吻合。高速扫描可成型具有最小成型角度的悬垂面,而低速扫描下只能成型可靠成型角度的悬垂面。悬垂面沿着长线扫描方向更容易发生翘曲变形。通过对悬垂面进行局部成型参量控制,可以明显改善成型质量。本研究从工艺与设计的角度为选区激光熔化技术成型悬垂面提供了依据,并给出了初步解决方法。
- 卢建斌杨永强王迪罗子艺苏旭彬
- 关键词：激光技术选区激光熔化
- 基于CT反求选区激光熔化制造个性化零件研究被引量：1
- 2011年
- 为直接制造具有复杂外形的个性化金属结构件,采用"设计-制造"两步成型法,将CT图像反求与正向建模方法结合,获得个性化的股骨、手术模板及舌侧矫正器CAD数据,通过选区激光熔化技术完全熔化316L不锈钢粉末,由正交试验优化成型工艺参数,然后,制取设计构件.讨论了光纤激光器的细小光斑对成型精度的影响,分析了层间错开扫描策略对成型件致密度的影响.研究表明,所获得的成型件尺寸精度高,致密度达到98%,微观组织致密,晶粒细小,成型效果良好.通过结合CT反求与选区激光熔化技术能够快速获得精度高,性能高的个性化金属件.
- 王迪杨永强苏旭彬罗子艺王红卫
- 关键词：选区激光熔化反求工程致密度
- 光纤激光选区熔化316L不锈钢工艺优化被引量：39
- 2009年
- 在装备200 W光纤激光器的快速成型设备Dimetal-280上进行选区激光熔化(SLM)成型工艺研究。为了优化316L不锈钢粉末的成型工艺参数,设计了6因素5水平正交实验进行工艺实验,总结出6种典型表面形貌,并测量了6种典型表面形貌对应样品的相对密度与z轴方向尺寸精度。分析发现,粉末熔化完全后样品能获得较高的密度,而当粉末部分熔化或未熔时,样品密度比较低;实际加工层厚在成型过程中有逐渐增大的趋势,影响了样品最终的尺寸精度。综合考虑表面形貌、样品相对密度与尺寸精度的影响,获得优化的工艺参数,设计了包含尖角、悬空等独立几何成型性能的样品测试系统,几何样品相对密度达89%,尺寸精度96.8%,表面粗糙度Rz约25μm,获得了良好效果。
- 王迪杨永强吴伟辉
- 关键词：激光技术选区激光熔化正交实验金属零件表面形貌
- 选区激光熔化直接成型个性化骨科手术模板被引量：13
- 2009年
- 为了简化股骨肿瘤切除手术的操作,提高切除部位的准确性,根据患者计算机断层(CT)扫描和三维重建等临床影像学资料为股骨肿瘤切除手术设计了一种定位模板。利用自主研发的选区激光熔化(SLM)快速成型设备Dimetal-280进行了316 L不锈钢粉末的正交实验工艺研究,获得优化参数,并用该参数加工所设计的手术模板,加工速度快,成型后外形良好,尺寸精度高,在临床手术中获得成功应用,为个性化医学植入体以及辅助器械的高性能、自动化加工开辟了一种新方法。
- 杨永强何兴容吴伟辉丁焕文王迪孙婷婷黄伟红
- 关键词：光学制造选区激光熔化个性化
- 层间扫描策略对SLM直接成型金属零件质量的影响被引量：10
- 2010年
- 为了通过选区激光熔化技术直接快速成型高致密度及高表面质量零件,采用正交试验对316L不锈钢粉末进行了光纤激光选区熔化成型研究,分析了正交实验中存在的扫描线间搭接缺陷及零件外边凸起缺陷,随后"层间错开"扫描策略因为更好的扫描线间润湿效果及成型效率而被应用于实验中,进行扫描线间搭接情况及层间熔接情况显微观察。层间层内扫描线具有良好的冶金结合,孔隙率大大减少,获得了高致密化的成型效果;使用优化的工艺参量与扫描策略成型具有空间曲面的个性化手术模板,硬度与致密度分别达HV_(0.3)250和95.8%。结果表明,层间扫描策略对选区激光熔化技术直接成型金属零件成型效果良好。
- 王迪杨永强黄延录吴伟辉孙婷婷何兴容
- 关键词：激光技术激光加工选区激光熔化致密度
