摘要：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.

摘要：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。

摘要：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。

摘要：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。

摘要：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。

摘要：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。

摘要：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％。

摘要：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。

摘要：表面粗糙度是衡量选区激光熔化成型质量的关键指标之一。实验使用316L不锈钢粉末进行多层实体成型时,发现各层并不能维持首层平滑的形貌,而是逐渐累积变差。针对此问题,设计了逐层缩进的多层实体成型实验,并结合单道、多道搭接扫描实验,从SLM成型的机理上分析了多层成型形貌恶化的原因。在此基础上,提出了一种新的扫描策略,即大间距且相邻层间扫描线错开的扫描方式,试验获得了成型表面形貌良好的实体方块,表面粗糙度Ra在8μm以下。