广东省粤港关键领域重点突破项目(2007Z1-D6091)
- 作品数：12 被引量：155H指数：8
- 相关作者：杨永强王迪吴伟辉苏旭彬罗子艺更多>>
- 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：广东省粤港关键领域重点突破项目广东省教育部产学研结合项目广东省自然科学基金更多>>
- 相关领域：电子电信金属学及工艺机械工程冶金工程更多>>
- 粉碎性骨折个体化手术模板的选区激光熔化直接成型研究被引量：13
- 2010年
- 为简化股骨远端关节内粉碎性骨折复位手术的操作,提高骨折部位复位的准确性,为手术复位提供一种精确匹配的方法。根据患者CT扫描和三维重建等临床影像学资料为股骨远端粉碎性骨折患者的复位手术设计了一种定位模板,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不锈钢粉末的基础实验工艺研究,获得优化参数,并用该参数加工设计的手术模板,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,为个体化医学辅助器械的高性能、自动化加工开辟了一种新方法,并为该技术今后在临床的应用推广提供了依据。
- 何兴容杨永强吴伟辉王迪丁焕文黄伟红
- 关键词：选区激光熔化股骨骨折个体化
- 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
- 不锈钢薄壁零件选区激光熔化制造及影响因素研究被引量：30
- 2011年
- 为了实现薄壁零件的快速制造，在快速成型设备Dimetal-280上进行了选区激光熔化（SLM）成型工艺实验研究，分析了SLM中不同激光功率、扫描速度、铺粉装置、离焦量和层厚对成型效果的影响，在实验中获得了优化的工艺参数，并成型了变截面的薄壁零件，零件致密度达96．95％。在扫描电镜下观察了零件的表面及侧面，结果表明其层与层之间熔合良好；分析表明成型设备成型零件壁厚的绝对误差极限值在20μm左右；薄壁零件顶部壁宽为101．3μm，底部壁宽为142．0μm，与设计值相差分别为21．3μm和22．0μm，与极限值相吻合；拉伸测试表明，抗拉强度范围为465～625MPa，屈服强度范围为390～515MPa，延伸率范围为23％～48％。
- 杨永强罗子艺苏旭彬王迪
- 关键词：激光技术选区激光熔化薄壁零件不锈钢
- 选区激光熔化直接制造网格结构零件被引量：1
- 2010年
- 为了实现网格结构零件的制造,在快速成型设备Dimetal-280上经过选区激光熔化(SLM)工艺实验,分析了SLM中能量吸收对零件尺寸的影响、激光深穿透及铺粉装置对成型效果的影响。结果表明,采用实验中优化的工艺参数成型的316L不锈钢网格结构零件孔径大小均匀、孔隙贯通性良好。孔径尺寸在X方向为965μm,Y方向为975μm,与设计值相差分别为35μm及25μm。研究采用的SLM设备成型网格零件是可行的,在网格零件制造中具有很大的潜力。
- 罗子艺杨永强王迪苏旭彬
- 关键词：选区激光熔化
- 选区激光熔化成型过程的球化现象被引量：37
- 2010年
- 为获得高致密及高精度金属零件,有必要消除选区激光熔化快速成型过程的球化现象.文中从理论上分析了金属熔池球化的演变机制以及消除球化的方法,发现改变激光功率、扫描速度、铺粉厚度等成型参数可以弱化球化现象的原因,在于能对上一层基础有足够的熔化量:如对上一层基础有熔化量,则熔池分为熔化粉末所形成的上部熔池以及熔化基础形成的下部熔池;上部熔池受气液界面张力的作用,总有发生球化的趋势;但下部熔池不会发生球化,且对上部熔池的球化趋势起阻碍作用,当下部熔池熔液充分多时,会完全消除上部熔池的球化现象.采用平均粒径为75μm的铜基合金粉末,在150及80W激光功率下改变扫描速度及铺粉厚度进行的成型实验证实了上述分析.
- 吴伟辉杨永强王迪
- 关键词：选区激光熔化球化金属零件
- 一种用于SLA设备的液面检测装置
- 2012年
- 提出了一种新型的准绝对式光电编码器及其解码系统,它具有精度高、结构紧凑、输出结果可靠等优点。介绍了该码盘编码特点及原理,并实现了稳定的电子细分,最后结合索引信号INDEX得到的绝对位置和由ADC得到的细分位置,在FPGA内进行了综合处理,并实现了可靠的多重定位系统。实验结果表明,构建的整个系统工作稳定,输出结果可靠。
- 刘玉鹏张俊杰张海强
- 关键词：PSD液位检测
- 316L不锈钢粉末光纤激光选区熔化特性被引量：12
- 2010年
- 采用自行研制的光纤激光选区熔化快速成型设备,研究了选区激光熔化316L不锈钢粉末工艺参数、能量输入与样件致密度、表面形貌之间的关系以及微观组织特征。结果表明:扫描速度对成型效果影响最为显著;样件致密度随着激光能量密度提高有逐渐增大的趋势;能量密度作为选区激光熔化工艺的技术指标具有可操作性;表面形貌由激光功率与扫描速度比值所决定。深入探讨了能量输入、熔化凝固行为、激光功率与扫描速度比值与样件致密度、表面形貌的关系。结果表明:选区激光熔化凝固组织层内、层间熔合处为弧形,且为冶金结合,金相组织主要由柱状晶与等轴晶组成,层内靠近熔合线周围是柱状晶,而层间靠近熔合线附近主要是细小等轴晶,晶粒直径为1μm左右。
- 王迪杨永强何兴容吴伟辉苏旭彬王红卫
- 关键词：选区激光熔化能量密度表面形貌
- 全密度功能性复杂金属零件的激光直接快速制造被引量：1
- 2011年
- 针对具有复杂结构的全密度功能性金属零件快速制造难题,探讨了该类零件的选区激光熔化直接快速制造方法,并结合实验,重点对同步保证选区激光熔化快速制造金属零件成型密度及精度的工艺进行了研究。结果表明:同步消除球化、飞溅及气孔对成型件致密性及精度的影响是实现选区激光熔化快速制造全密度功能性复杂金属零件的难点及关键;在维持良好的抗氧化气氛条件下,可采用尽可能薄的铺粉厚度及恰当调节其它成型参数的方法,以保证对上一层有足够的重熔量来消除球化及气孔现象;同时,采用合适的扫描策略,可弱化飞溅对成型质量的影响来解决工艺难题。采用该工艺方案可快速制造全密度功能性复杂金属零件,所成型的316L不锈钢叶轮零件相对密度为99.8%,硬度为HB192,表面粗糙度约为40μm,尺寸精度在±0.1mm以内,稍经打磨后即可投入使用。
- 吴伟辉杨永强王迪
- 关键词：选区激光熔化金属零件全密度功能性
- 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
- 选区激光熔化直接成型金属零件致密度的改善被引量：22
- 2010年
- 为了提高选区激光熔化（SLM）成型金属零件的致密度,对激光扫描单道熔池的形成特性进行了研究,探讨了扫描速度、激光功率对熔池宽度的影响,发现熔池附近无粉区宽度与熔池宽度有直接关系,并分析了激光连续扫描粉末情况下的扫描线间搭接缺陷.根据单道熔池的形成特性,提出采用层间错开扫描策略,该扫描策略将零件致密度提高到近100%,使层间与层内的熔池搭接紧密,SLM成型件的拉伸强度、延伸率、显微维式硬度分别达636MPa、15%~20%和250~285.实验结果表明,层间错开扫描策略对SLM直接成型金属零件的致密度与力学性能有明显的改善.
- 王迪杨永强黄延禄吴伟辉
- 关键词：激光技术选区激光熔化熔池致密度
