摘要：基于微滴喷射的快速制造技术是快速成形发展的重要方向之一,压电微滴喷射装置是其核心技术。该文建立了典型的压电微滴喷射装置模型,通过对腔体内部流体运动的简化,推导出形成微滴喷射的两个数学判据。在此基础上,提出了压电驱动器和腔体结构的设计方法,包括压电驱动器形式和材料的选择,压电驱动器变形量和工作频率的计算,研究了电源参数对喷射效果的影响。根据此方法设计的压电微滴喷射装置能实现黏度范围在0～100mPa.s内流体的可控离散喷射,喷射频率为0.4～1kHz,喷孔直径最小为0.08mm。

摘要：挤压筒是大口径厚壁无缝钢管热挤压工艺中最为重要的模具,传统的多层组合挤压筒设计方法面临很大挑战。提出采用钢丝缠绕预紧挤压筒的方案,由于钢丝在高温下存在蠕变加速和应力松弛,将钢丝缠绕技术应用于挤压筒的最大问题是解决挤压筒预热与钢丝防护之间的矛盾。针对此矛盾,分析钢丝缠绕挤压筒设计中的关键问题包括预热、钢丝防护和预应力分布控制,提出高温钢锭内置预热和电加热预热两种设计方案,分别分析两种设计方案存在的问题、解决方法和优缺点。针对电加热预热挤压筒,提出新型的热致预应力方法来产生预紧力,将内衬和中衬预热至350℃以上,中衬和外衬之间设有隔热层,经隔热后外衬和钢丝层温度低于80℃,利用两者之间温度差而导致的热膨胀量差值来产生预紧力。基于此想法,设计制造内直径170 mm的挤压筒原理样件,通过温度测试和应力测试,表明所提出的电加热预热挤压筒可达到预期的预紧效果,为挤压筒的设计探讨一种新型的设计方法。

摘要：快速成形(RP)工艺可实现个性化制造和可控的材料、结构组成,因此在组织工程中得到广泛应用。该文设计开发基于活塞挤出的材料喷头,对挤出工艺进行探讨与研究,提出采用压力自释放方案解决其流涎问题,并将其应用于低温沉积制造(LDM)工艺。实验表明,基于活塞挤出的LDM工艺可以成形组织工程支架,并且具有广泛的材料适应性,可成形多种生物材料,尤其可成形其他RP工艺难于成形的胶原材料。

摘要：为制备脂肪干细胞微胶囊,设计并研制基于高压静电成囊原理的非接触式微囊发生装置。以海藻酸钠在氯化钙溶液中成囊的方法制备细胞微胶囊,并分析电场电压、推进速度、电极距离和针头型号等参数对所制微囊粒径的影响。采用非接触式微囊发生器能制备出表面光滑、形状规则、大小均匀的微胶囊。用该装置制备出微囊化脂肪干细胞,经过一周培养,细胞在微胶囊中存活良好,增殖明显。

摘要：机械的使用特性要求材料具有适当综合性能,本文介绍的Ashby的材料性能图有助于对此进行分析。本文还通过实例说明了如何应用材料性能图进行机械设计的选材。

摘要：提出一种新的快速成形(Rapid prototyping,RP)工艺方法,用于成形具有可设计的多级孔隙结构、贯通的大孔结构和高孔隙率的骨、软骨组织工程支架。它将基于离散/堆积原理的快速成形工艺与相分离、致孔剂浸出法两种传统工艺相结合,将致孔剂与高分子溶液混合制成悬液,由压力注射式喷头按照计算机设计的路径挤出至低温环境,冷冻固化、粘结成形并发生相分离,溶剂结晶被冷冻干燥去除后留下一级孔隙结构(100μm),且可以保证支架具有超过90%的孔隙率。此外,由于分散颗粒可以提高高分子溶液的粘度,解决连续挤出原理喷头无法成形具有高孔隙率的低分子量支架材料,降低材料对喷射/挤出手段的要求。此处将其用于成形要求降解速度快、孔隙率高的聚(乳酸-羟基乙酸)共聚物(Poly(Lactide-co-glycolide),PLGA)的软骨组织工程支架。

摘要：力学训练可促进心肌细胞的连接和排列,是体外构建功能性心肌组织必不可少的手段。针对目前体外力学训练方法单一的现状,模拟正常心肌组织的受力状态设计制造了体外二维力学训练机构,并对采用铸型法构建的组织工程心肌片层进行周期性二维拉伸训练;采用有限元方法对训练过程中心肌片层的变形和受力状态进行模拟,并与组织学和细胞形态检测结果进行对比;通过试验结果及理论计算,证明二维力学训练对细胞连接和排列的促进作用,研究影响细胞生长的力学因素。结果表明,体外周期性二维力学训练可以促进心肌片层中细胞间的相互连接和定向排布,拉伸过程中的应力方向与大小直接影响片层中细胞的排列特征,外力达到一定值后能明显促进心肌细胞的定向排列,且细胞排列的方向与应力方向一致。

摘要：为获得高质量的汽车覆盖件金属模具 ,提出了基于快速成形 (RP-Rapid Prototyping)技术的快速金属模具制造技术。分析了 RP技术的离散 /堆积成形原理 ,给出了采用RP技术制造非金属原型的工艺过程 ,介绍了基于并行处理技术的超大型 L OM-160 0快速成形系统。该系统采用非线性有限元对凝固过程中铸件的尺寸精度进行数值模拟 ,通过动态信息反馈优化原型尺寸 ,详细介绍了无焙烧陶瓷型精密铸造技术的工艺及机理。基于 RP技术的汽车覆盖件金属模具制造系统是一种全新的闭环控制模具设计与制造系统 ,经实际生产验证 。

摘要：重型整体结构转变成螺栓预应力剖分-组合结构再发展到钢丝缠绕预应力剖分-坎合结构是科学、技术、工程发展的结果,预应力技术是推动这一发展的关键因素。从预紧件的许用应力、被预紧件的应力波动比、预紧系数、预紧刚度、剩余预应力、疲劳抗力、技术经济等多个角度系统分析这几种结构的优缺点和应用背景。着重指出重型螺栓预应力剖分-组合结构的原理性缺点,由于预紧件许用应力的限制,在重型和超重型结构应用中难以获得高的力学指标,预紧件须占据很大的空间且无法对被预紧件进行法向应力保护。详尽对比分析钢丝缠绕预应力剖分-坎合结构力学特性及应用于重型结构的优势,可提供高可靠性预紧力,被预紧件上的剩余压应力与预应力之比可达到50%左右,对防止子件间剪切错移十分有利。通过给出重型预紧结构设计参数优选表,为重型预应力结构的设计提供了科学的参考。

摘要：由于先天发育不良、肿瘤切除、外伤等原因引起的女性小乳症、乳房缺失等会给患者造成极大的心理障碍。血管化脂肪组织的研究针对大尺度范围内脂肪组织工程产品血液供应这一问题,研究脂肪组织中血管的排布规律,研究用于脂肪组织构建的基质材料、细胞种类、生长因子的用量及配比,利用计算机辅助设计等先进成形手段对血管化脂肪组织植入物进行三维结构模型设计,快速制造并进行生物学评价。为大尺度范围内脂肪组织损伤患者提供更加完善的修复手段,为复杂器官乳房的制造奠定基础。