摘要：提出了基于几何特征的模型对齐方法,并应用于整体叶轮三维模型。提取了测量模型的质心。根据整体叶轮对称性,采用最小二乘法对其轴线进行了估算,并采用加工精度高的轴位置数据对轴线进行了修正,从而将测量模型的质心、轴线与CAD模型的质心及轴线对齐。根据整体叶轮的制造精度特征,采用加权最小二乘法,实现了叶片区域测量模型与CAD模型的对齐。经计算,采用上述方法的最大对齐误差为0.2mm。

摘要：为了实现对食道的光学相干断层成像(optical coherence tomography,简称OCT)扫描,研制了基于直线超声电机轴向运动和旋转超声电机环向扫描的内窥镜光扫描机构。其中,直线电机采用New Scale Technologies公司的squiggle?压电直线电机;旋转电机为基于圆环形薄板面外弯曲模态的中空轴超声电机,利用有限元软件COMSOL Multiphysics优化了旋转电机尺寸,测得该电机在78.5kHz,60Vp-p驱动电压的激励下转速为4 200r/min,满足调制频率200kHz激光食道OCT扫描的要求。设计了包含镜头在内的内窥镜光扫描机构,加工的胶囊内窥镜原型直径为16mm,直线行程超过5mm。因为采用压电超声电机驱动,该医疗设备可以与核磁共振成像(magnetic resonance imaging,简称MRI)相兼容。

摘要：随着基于3D打印技术的再生医学概念被提出,生物3D打印技术得到了迅猛的发展。其核心思想是使用生物材料和细胞作为打印材料,通过使用3D打印技术在3D空间中构建类似组织的前体。但该技术目前仍然存在众多限制条件,如打印方式损伤性高、打印速度慢等。对此提出了超声振动辅助的打印方式,设计了气动式压电打印喷头。通过COMSOL Multiphysics有限元软件优化了集成压电换能器的3D打印机喷头结构,制备了一个打印头原型并进行测试,挤出测试结果表明,超声振动能够有效地提高挤出速度,从而达到提高打印速度的目的。

摘要：由于熔融沉积增材制造技术(fused deposition modeling,FDM)能极大缩短样件的研发制造周期,且能直接打印尼龙PA、聚醚醚酮PEEK等高强度工程塑料,使得FDM技术工艺迅速发展。有研究表明在挤出加工中,振动可以增加相同机头压力下的挤出流率或降低相同挤出流率下的口模压力。针对熔融沉积型3D打印机在打印过程中存在的打印速度慢的问题,引入了高频振动辅助的工作方式,设计了集成压电换能器的FDM 3D打印喷头。通过COMSOL Multiphysics有限元软件优化了集成压电换能器的3D打印机喷头结构,制备了一个打印头原型并进行测试,挤出测试结果表明,高频振动能够有效地降低纯ABS和15wt%碳纤维-PLA流动阻力,提高挤出速度,从而提高打印速度。

摘要：依据机械制造技术课程教学改革要求,对教学内容、教学方法、教学设计等进行了优化和重构。针对课程现状存在的问题,对教学内容进行重新设计;融合线上线下混合式教学模式;改进课程考核方案等。教学效果表明,该项教学改革提高了学生的面向先进制造的实践能力,提升了师资的教学水平。