摘要：针对神经损伤导致的运动功能障碍的患者实现主动训练的问题,以便携性和低成本为设计目标,设计了一种基于运动想象脑机接口的机械手控制系统。首先设计用于实现两种指令的运动想象实验范式,基于MATLAB环境开发了在线脑电信号处理系统,通过设计上位机实现脑电信号处理结果的读取与发送,以STM32单片机作为下位机对机械手进行控制,最后招募3名健康受试者对系统的可行性进行验证。研究结果表明:该系统可以实现机械手的准确控制,3名受试者的平均识别正确率为82.8%,验证了系统的可行性。

摘要：采用基于N-S方程的CFD方法对流体动压润滑状态下的表面织构进行数值模拟,分析了不同几何参数下楔形结构对表面织构动压性能的影响。结果表明:几何参数对织构的动压性能有着显著影响,对称及楔形收敛织构的动压性能随深度比的增大呈先增大后减小趋势,随面积率的增大而增大;而相反的楔形结构使织构表现出相反的动压性能,因此当深度比增大到一定程度后,楔形发散织构表现出较楔形收敛织构更优的动压性能。此外通过正交模拟得出,相同工况下,对织构动压性能影响的主次因素依次为表面形状>面积率>截面形状>深度比,对负压幅值影响的主次因素依次为深度比>截面形状>表面形状>面积率,为织构的设计优化提供参考。

摘要：通过组合叠加方法设计了七种桁架胞元构型,并采用射流熔融(Multi Jet Fusion,MJF)3D打印技术制备具有相同孔隙率的点阵结构试样,通过单轴压缩实验和有限元模拟,分析不同点阵结构的力学性能、变形模式及吸能能力。研究发现,七种结构在压缩过程中都经历了线弹性阶段、平台应力阶段和致密化阶段,其中以弯曲为主导型的SBO型点阵结构变形过程相对平稳,其平台应力(σ_(pl)=2.76 MPa)和平台应变区间长度(23%~72%)高于其他点阵结构,累积吸能值达到702 J/mm^(3),表现出优异的力学性能和吸能能力。

摘要：激光熔覆是一种在工程中可广泛应用的增材制造技术,数值模拟是该技术的重要研究方法之一。通过数值模型可直观地理解高温熔池和粉末流的行为特性,为优化成型质量提供理论支持,而目前相关模型还未得到系统地研究。这里介绍了国内外研究机构在该领域开展的研究工作,主要包括传热、流体流动、传质、微观组织演化和应力应变的数值模型。阐述了熔池演化过程中多物理场对熔覆层的宏观形貌、微观结构和力学性能的耦合作用机理。系统地总结了建模中采用的数值模拟方法和对耦合现象的描述。讨论分析了目前存在的问题,对今后的工作提出了建议。

摘要：为了研究在激光熔覆过程中不同的扫描方式对薄壁圆筒变形的影响,实验通过在熔覆过程中利用传感器测量指定位置的动态变形过程和三坐标测量最终变形数值的方式,分析圆筒不同点位数值变化和熔覆圆筒自由端面的形变情况。结果表明,在单向熔覆扫描方式中,平行轴扫描径向整体变形小于周向扫描,轴向变形是圆周扫描的1/5。连续扫描中周向扫描的径向变形靠近自由端变形大于平行轴扫描,远离自由端变形小于平行轴扫描,轴向最终变形程度比平行轴大28.5%。周向扫描的方向性对于轴向上的变形无明显差别,主要区别在径向上的变形。该研究结果对熔覆在薄壁圆筒件上的变形具有一定的参考意义。

摘要：提出一种静电纺丝和3D打印结合制备神经导管的新方法,其中对3D打印法制备多通道神经导管的工艺进行了研究。设计正交试验分析了3D打印参数对打印线高线宽及打印质量的影响主次关系,得到了多通道神经导管的3D打印最优参数,在最优参数下,通过静电纺丝和3D打印结合的方法制备了多通道神经导管。结果表明喷头内径0.25mm、扫描速度6mm/s和送料速比0.004为最优参数,且通过分析对线高线宽影响最大的是送料速比,其次是喷头内径,最后是扫描速度;而对均匀度影响最大的是送料速比,其次是扫描速度,喷头内径对偏差的影响最小。

摘要：这里研究了FDM式3D打印PLA/HA复合材料的力学性能。以羟基磷灰石(HA)在聚乳酸(PLA)基体中的含量分别为0,5%,10%,20%和30%的PLA/HA复合材料丝材作为实验原料,使用FDM式3D打印机以往复扫描和交叉扫描两种3D打印扫描方式分别打印具有不同HA含量的拉伸和三点弯曲试件,然后对试件进行力学性能测试。结果表明,采用交叉扫描方式打印,且HA含量为10%时,试件的抗拉强度最大,为54.90MPa。采用往复扫描方式,HA含量为10%时,试件的抗弯强度最大,为96.32MPa。在HA含量相同条件下,采用往复扫描方式制备试件的抗弯强度总是高于交叉扫描方式制备试件的抗弯强度。

摘要：这里采用熔融沉积式(FDM)3D打印机进行人工神经导管的制备,通过对成型的人工神经导管的管壁的缝隙、壁厚、线宽及表面质量等外观形貌进行分析,研究了送丝速率、芯轴转动速率、喷嘴移动速度的配比关系对人工神经导管成型精度的影响,得到了优化的工艺参数设定区间。在打印直线通道时送丝速率与喷嘴速度在配比i_(1)范围在100:1~500:1时出丝正常,线高线宽变化平稳。在打印螺旋线管壁时,喷头的移动速率与主轴的转动速率间的相互匹配关i2主要影响出丝线宽。在i_(2)=1:14~1:20时出丝线宽均匀,其在打印管壁时达到无缝融合;送丝速率与喷头移动速度i3的匹配关系主要影响神经导管的壁厚,i_(3)=18:1~35:1壁厚逐渐减小,且避免了由于挤出材料过多致使在打印过程中形成了材料堆积,螺线管的外表面质量较差,厚度不均匀等现象。结果表明在上述参数范围内可以加工出的人工神经导管壁厚小,表面质量好。

摘要：为了研究成型温度对3D打印人工神经导管工艺精度影响,利用FDM式3D打印机,在不同温度下进行人工多通道周围神经导管的制备。通过对实验中挤出材料的温度变化进行采集分析,并利用显微镜对成型的人工神经导管进行外观形貌分析,观察并测量了管壁的缝隙壁厚、线宽、表面质量等。实验结果表明丝材挤出后,距针头出口距离小于0.5mm时材料温度下降(8~26)℃之间,当温度控制器设定在(120~160)时挤出材料在芯轴上冷却到PCL熔点的时间在(0.6~0.8)s之间,(130~160)℃区间时打印的神经导管壁厚平均值在最小范围且趋势更加平滑稳定,单层神经导管横截面呈显圆滑外轮廓,相邻圈间无缝融合,当温度小于160℃时管壁外表面最高点与最低点平均值差值小于60μm神经导管成型精度好。因此得出(130~160)℃区间适合打印,实验一般选用145℃。

摘要：为了提高3D打印聚醚醚酮(PEEK)人工骨与人骨力学性能匹配度,同时改善PEEK材料生物活性,使用羟基磷灰石(HA)增强生物活性的PEEK丝材,对熔融沉积成型(FDM)PEEK/HA复合材料的成型参数进行了优化。设计了正交试验,对填充方向、打印速度、分层厚度和打印温度等重要因素对试样力学性能的影响规律进行了研究。采用三维全场应变测量分析系统对试样在力学试验中的应变场进行测量,采用微米X射线三维成像系统对试样内部缺陷进行分析,得到了各因素对试样力学性能的影响规律,获得了优化打印参数,并通过细胞黏附与增殖试验验证了PEEK/HA材料的生物相容性。试验结果表明:各因素对拉伸强度的影响程度由大到小依次为打印速度、填充方向、分层厚度、打印温度,最大拉伸强度为69.63 MPa;对弯曲强度的影响程度由大到小依次为填充方向、打印速度、分层厚度、打印温度,最大弯曲强度为99.5 MPa。优化参数打印的PEEK/HA试样的力学性能与人皮质骨相当,且具备了良好的生物活性。