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基于3D打印的Gyroid结构力学性能研究
1
作者 许聪怡 唐诗 +4 位作者 潘嘹 卢立新 王军 唐亚丽 陈曦 《塑料工业》 北大核心 2025年第7期76-81,共6页
三周期极小曲面(TPMS)点阵结构因其卓越的机械性能而受到广泛关注。本文以热塑性聚氨酯(TPU)为基材,利用熔融沉积成型(FDM)技术制备了不同设计参数的Gyroid结构,通过准静态压缩试验结合数字图像相关法(DIC),探究了胞元长度(L)、偏移厚度... 三周期极小曲面(TPMS)点阵结构因其卓越的机械性能而受到广泛关注。本文以热塑性聚氨酯(TPU)为基材,利用熔融沉积成型(FDM)技术制备了不同设计参数的Gyroid结构,通过准静态压缩试验结合数字图像相关法(DIC),探究了胞元长度(L)、偏移厚度(t)和其相对密度(ρ)之间的数学关系,并对Gyroid结构的力学性能、变形模式以及能量吸收性能展开研究。结果表明,L和t与ρ之间存在二元一次数学关系,其中t对ρ的影响更为显著;随着ρ从12.9%增加到43.4%,Gyroid结构压缩应力—应变曲线平台阶段特征逐渐消失;基于Gibson-Ashby公式拟合得到的模型能较好地预测Gyroid结构的弹性模量和平台应力。此外,Gyroid结构在压缩过程中表现出均匀的变形分布,具备优异的能量吸收能力。本文的研究结果可为三周期极小曲面在缓冲材料领域的应用提供相关参考。 展开更多
关键词 热塑性聚氨酯 熔融沉积成型 Gyroid结构 设计参数 力学性能
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基于响应面法的连续纤维增强PEEK复合材料增材制造试样压缩性能优化
2
作者 李莞 战丽 +1 位作者 李久振 魏伟 《塑料工业》 北大核心 2025年第10期64-70,共7页
针对连续玻璃纤维增强聚醚醚酮(CGF/PEEK)复合材料熔融沉积成型(FDM)工艺中压缩性能优化的问题,采用自制连续纤维增强复合材料高温FDM打印机,结合单因素试验、Plackett-Burman(PB)析因试验和Box-Behnken Design(BBD)响应面优化,研究道... 针对连续玻璃纤维增强聚醚醚酮(CGF/PEEK)复合材料熔融沉积成型(FDM)工艺中压缩性能优化的问题,采用自制连续纤维增强复合材料高温FDM打印机,结合单因素试验、Plackett-Burman(PB)析因试验和Box-Behnken Design(BBD)响应面优化,研究道间距、保温舱温度、打印温度和打印层厚对CGF/PEEK压缩强度的影响。通过筛选关键影响因素,建立二次回归模型,并利用Design-Expert软件进行工艺参数优化与预测验证,经BBD响应面模型预测最优工艺组合为:道间距0.60 mm、保温舱温度70℃、打印温度439℃、打印层厚0.51 mm,对应压缩强度预测值240.3 MPa。验证实验测得实际强度235.1 MPa,偏差仅2.16%,证实模型可靠性。本研究通过多阶段实验设计,明确了CGF/PEEK复合材料FDM的关键工艺参数影响规律,建立了高精度预测模型,并获得了最优工艺参数组合。 展开更多
关键词 复合材料 聚醚醚酮 熔融沉积成型 工艺优化 压缩性能
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增材制造TPMS多孔结构的压缩与吸声性能
3
作者 范恒亮 李大胜 +3 位作者 王超 杨丽 赵静 张建翔 《塑料工业》 北大核心 2025年第1期90-95,118,共7页
基于三周期极小曲面(TPMS)设计了孔隙率为50%、55%和60%的均质和梯度Gyroid(G)型、I-Graph-Wrapped Package(IWP)型TPMS多孔结构,并采用熔融沉积成型(FDM)技术制备试样。通过Micro-CT扫描、压缩试验和声阻抗管测试,研究了多孔结构的孔... 基于三周期极小曲面(TPMS)设计了孔隙率为50%、55%和60%的均质和梯度Gyroid(G)型、I-Graph-Wrapped Package(IWP)型TPMS多孔结构,并采用熔融沉积成型(FDM)技术制备试样。通过Micro-CT扫描、压缩试验和声阻抗管测试,研究了多孔结构的孔隙特征、压缩和吸声性能。结果表明,熔融沉积技术成型的试样具有良好的连通性,内部局部的缺陷导致孔隙率存在较小偏差;当孔隙率从50%增加到60%,均质多孔结构的弹性模量和屈服强度会逐渐降低;在平均孔隙率均为55%的情况下,G-50-60结构的屈服强度和弹性模量要大于IWP-50-60结构的,而单元尺寸梯度较孔隙率梯度多孔结构具有较好的压缩性能和吸声特性。在揭示多孔结构压缩性能的基础上研究其吸声性能,扩展了TPMS轻质结构的多功能性。 展开更多
关键词 三周期极小曲面 力学性能 隔声性能 熔融沉积成型
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塑胶包装之倒扣结构的设计与探究
4
作者 曾令扬 《橡塑技术与装备》 2025年第3期66-69,共4页
在做塑胶包装设计时,受材料、工艺的影响或结构、功能等方面的要求,常常需要将一个包装拆分成多个配件。配件间的连接方式,除粘接、焊接外,常用的连接方式即是倒扣连接。倒扣连接常用的形式又分为扣孔连接和扣与扣的互扣连接。本文将结... 在做塑胶包装设计时,受材料、工艺的影响或结构、功能等方面的要求,常常需要将一个包装拆分成多个配件。配件间的连接方式,除粘接、焊接外,常用的连接方式即是倒扣连接。倒扣连接常用的形式又分为扣孔连接和扣与扣的互扣连接。本文将结合理论计算、经验设计、仿真分析与理论计算互验的方式,探究倒扣结构的设计要点和技巧,提高倒扣功能性设计的效率,并介绍两种具有一定代表意义的倒扣结构。 展开更多
关键词 包装设计 包装结构 结构设计 倒扣结构 仿真
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人工神经元网络模型预测3D打印部件力学性能的研究
5
作者 吕志敏 江豪 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期59-66,100,共9页
熔融沉积成型(FDM)是一种高效的增材制造技术。将响应面模型与人工神经元网络(ANN)模型相结合,研究了FDM工艺的喷嘴温度、层高和层积角度对尼龙12(PA12)丝材制造部件力学性能的影响。当喷嘴温度、层高和层积角度分别在220~260℃、0.2~0.... 熔融沉积成型(FDM)是一种高效的增材制造技术。将响应面模型与人工神经元网络(ANN)模型相结合,研究了FDM工艺的喷嘴温度、层高和层积角度对尼龙12(PA12)丝材制造部件力学性能的影响。当喷嘴温度、层高和层积角度分别在220~260℃、0.2~0.4 mm、0°~90°之间变化时,部件拉伸强度和缺口冲击强度分别在35.69~60.89 MPa和5.48~19.83 kJ/m^(2)之间。喷嘴温度、层高、层积角度以及层积角度的二阶效应是影响部件拉伸强度的显著因素;喷嘴温度、层积角度以及层积角度的二阶效应是影响缺口冲击强度的显著因素。ANN模型预测拉伸强度和缺口冲击强度的最优结构分别是3-10-5-1和3-25-24-1,预测的拉伸强度和缺口冲击强度均方误差函数(MSE)最低分别为2.54×10^(-4)和2.07×10^(-4),回归系数均在0.97以上。与响应面的二次回归模型相比,ANN模型预测的拉伸强度和缺口冲击强度与实验值的标准偏差分别为0.46和0.32,远低于二次回归模型的2.43和1.58,更适合于优化非线性的FDM工艺。 展开更多
关键词 3D打印 熔融沉积成型 人工神经元网络 预测 力学性能
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不同密封排气结构绝缘浇注模对盆式绝缘子的影响
6
作者 焦铁果 王亶 +2 位作者 董保莹 陈拴成 卢银花 《模具工业》 2025年第8期65-68,共4页
盆式绝缘子在浇注过程中,环氧树脂由活动浇口注入,经法兰上的开口进入型腔,浇注中活动浇口、法兰端面、中心导体、模板之间都要密封良好,浇注完成后,气泡逐渐往浇口处排出,法兰端面的密封排气结构对零件的气泡和漏气缺陷有决定性的影响... 盆式绝缘子在浇注过程中,环氧树脂由活动浇口注入,经法兰上的开口进入型腔,浇注中活动浇口、法兰端面、中心导体、模板之间都要密封良好,浇注完成后,气泡逐渐往浇口处排出,法兰端面的密封排气结构对零件的气泡和漏气缺陷有决定性的影响,选择3种法兰端面密封排气结构的绝缘浇注模,对成型的零件进行对比,分析各种密封排气结构对成型的零件气泡和漏料缺陷的影响,选择合适的结构应用在该类模具上。 展开更多
关键词 绝缘浇注模 盆式绝缘子 法兰 气泡 密封槽
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基于型腔压力曲线的注射过程数字化监控系统
7
作者 宫汝林 杜炜 +2 位作者 刘文龙 潘光磊 姜宁 《模具工业》 2025年第2期6-12,共7页
介绍了基于型腔压力曲线的注射过程数字化监控系统,系统通过实时监测和分析型腔压力,实现对注射过程的精确控制和优化,还描述了系统的设计原理、结构组成及功能特性,通过实际应用案例验证了系统在提升生产效率和制品质量方面的效果。
关键词 型腔压力 数字化监控 工艺分析 注射速度
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工艺参数对注塑制品质量的影响研究 被引量：30
8
作者 王利霞 王蓓 申长雨 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 2003年第3期62-66,共5页
注塑成型工艺过程极其复杂且其对制品质量有重要的影响,获得优化的工艺参数是改善制品质量的关键.CAE技术可辅助优化工艺,但目前的应用是在计算机上的反复试错,依赖于设计者的经验,费时、费力且难以获得最优的工艺.将CAE及TaguchiDOE技... 注塑成型工艺过程极其复杂且其对制品质量有重要的影响,获得优化的工艺参数是改善制品质量的关键.CAE技术可辅助优化工艺,但目前的应用是在计算机上的反复试错,依赖于设计者的经验,费时、费力且难以获得最优的工艺.将CAE及TaguchiDOE技术结合,可在较少的分析次数下自动获得优化工艺,从而改善了制品质量.收缩和沉降斑是衡量注塑制品质量的两个重要指标,文中基于一个工业产品,采用L9(34)正交矩阵进行实验,研究工艺参数对注塑制品内最大沉降斑和体收缩率变化的影响,获得优化工艺参数使体收缩率变化和沉降斑指数达到最小。 展开更多
关键词 工艺参数 注塑成型 产品质量 CAE 数值模拟 Taguchi实验设计 体收缩率 沉降斑 DOE
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缝合泡沫夹芯结构复合材料VARTM工艺树脂充填模拟及验证 被引量：11
9
作者 王科 赖家美 +2 位作者 鄢冬冬 黄志超 柳和生 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期124-129,共6页
采用"长条"模型代替泡沫中沿缝线方向树脂流动模型并对其等效渗透率及孔隙率进行计算;然后用PAM-RTM软件对缝合泡沫夹芯结构真空辅助树脂传递模塑成型(VARTM)工艺树脂充填过程进行数值模拟,最后建立了流动可视化实验装置对模... 采用"长条"模型代替泡沫中沿缝线方向树脂流动模型并对其等效渗透率及孔隙率进行计算;然后用PAM-RTM软件对缝合泡沫夹芯结构真空辅助树脂传递模塑成型(VARTM)工艺树脂充填过程进行数值模拟,最后建立了流动可视化实验装置对模拟结果进行实验验证。对比模拟与实验结果表明,模拟与实验完成整个充填过程的时间非常接近,并且树脂在预成型体中流动方式及在预成型体上、下面板流动状态的数值模拟与实验结果也非常地一致。故建立的"长条"模型及其相关参数的计算是合理的,可以用来准确地预测缝合泡沫夹芯结构VARTM工艺树脂充填过程。另外,树脂在上面板流动前沿在沿宽度方向较为统一,而树脂在下面板流动前沿呈现锯齿状,容易产生空隙及干斑等缺陷,影响制品的质量。 展开更多
关键词 缝合泡沫夹芯结构 真空辅助树脂传递模塑成型 复合材料 “长条”模型 PAM-RTM
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激光选区烧结3D打印成形生物高分子材料研究进展 被引量：15
10
作者 潘腾 朱伟 +1 位作者 闫春泽 史玉升 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期178-183,共6页
激光选区烧结(SLS)属于3D打印技术,通过激光逐层烧结粉末并叠加成形制件。该技术可满足不同患者的个性化需求,在生物医疗领域特别在组织工程支架和医用植入体制备方面具有非常广阔的应用前景。作为生物医用材料最重要的组成部分,生物高... 激光选区烧结(SLS)属于3D打印技术,通过激光逐层烧结粉末并叠加成形制件。该技术可满足不同患者的个性化需求,在生物医疗领域特别在组织工程支架和医用植入体制备方面具有非常广阔的应用前景。作为生物医用材料最重要的组成部分,生物高分子材料近年来发展迅速,成为医疗领域研究的热点。文中重点介绍了左旋聚乳酸、聚己内酯、聚醚醚酮、聚乙烯醇四类常用于SLS技术的生物高分子及其复合材料,对其研究和应用现状进行综述,并对其性能和用途进行对比讨论,提出今后该领域的发展方向。 展开更多
关键词 激光选区烧结 3D打印 生物高分子 组织工程支架
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同向双螺杆挤出特点及螺杆组合原则 被引量：17
11
作者 郭奕崇 李庆春 闫宝瑞 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第12期4-7,共4页
在可视化挤出试验的基础上叙述了同向双螺杆挤出的特点 ,并将其与单螺杆和异向双螺杆进行了比较 。
关键词 同向双螺杆 螺杆组合 原则 高聚物 螺杆挤出
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典型曲面构件的VARI工艺模拟分析及实验验证 被引量：9
12
作者 纵海 苏跃增 +1 位作者 俞炜 周持兴 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期156-159,共4页
对典型曲面构件进行了真空辅助成型工艺(VARI)工艺模拟分析,确定了最佳的注射方式及注胶口、出胶口位置,得出了VARI工艺流道设计的几个主要准则,并运用模拟结果开展了可视化实验研究,得到了无缺陷的构件制品。对预成型体铺放过程中剪切... 对典型曲面构件进行了真空辅助成型工艺(VARI)工艺模拟分析,确定了最佳的注射方式及注胶口、出胶口位置,得出了VARI工艺流道设计的几个主要准则,并运用模拟结果开展了可视化实验研究,得到了无缺陷的构件制品。对预成型体铺放过程中剪切变形引起的局部渗透率变化及其对工艺过程的影响进行了研究,研究表明,通过PAM-RTM软件可以计算剪切引起的局部渗透率变化,考虑局部渗透率变化的模拟结果和实验结果较为一致。 展开更多
关键词 复合材料 真空辅助成型工艺 模拟 流道设计 局部渗透率 干斑缺陷
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真空辅助RTM成型技术的研究 被引量：45
13
作者 李柏松 王继辉 邓京兰 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 2001年第1期17-18,23,共3页
本文详细介绍了目前RTM工艺中最先进的两种真空辅助成型技术高渗透介质辅助成型及引流槽辅助成型。采用这两种技术的RTM工艺能够制造超厚超大的产品 ,适应更加广阔市场需求。同时 ,真空辅助RTM成型技术也将RTM工艺的应用领域进一步扩大。
关键词 RTM 真空辅助成型高渗透性介质 引流槽 树脂传递模塑成型
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论快速成型技术的发展方向 被引量：7
14
作者 杨占尧 王学让 +1 位作者 李长胜 唐一平 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期45-48,共4页
快速成型技术(RP)今后的发展方向是大型化、多色彩、更高精度。介绍了目前新的快速成型方法、成型材料及成型设备的研究与开发趋势,预测了其未来的应用情况。
关键词 塑料加工 快速成型技术 发展方向 多色彩制件 快速成型设备
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剪切变稀效应对微型机械模内组装成型流固耦合变形的影响 被引量：8
15
作者 周国发 胡舵 刘岑 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期183-186,共4页
系统研究了聚合物微型机械模内组装成型熔体的剪切变稀效应对一次成型固体微型零件的流固耦合作用效应和流固耦合变形的影响规律,并揭示了其机理。研究结果表明,二次成型熔体剪切变稀效应减小会使其熔体的充填流动与一次成型固体微型轴... 系统研究了聚合物微型机械模内组装成型熔体的剪切变稀效应对一次成型固体微型零件的流固耦合作用效应和流固耦合变形的影响规律,并揭示了其机理。研究结果表明,二次成型熔体剪切变稀效应减小会使其熔体的充填流动与一次成型固体微型轴的流固耦合作用效应增强,并使其整体温度场趋于不均匀,从而导致一次成型固体微型零件流固耦合弯曲变形和热变形增加,减小二次成型熔体剪切变稀效应可提高聚合物微型机械模内组装成型加工精度与组装配合精度。 展开更多
关键词 模内组装成型 微型机械 流固耦 数值模拟
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聚丙烯在注射振动场中同时增强增韧试验探索 被引量：6
16
作者 廖永衡 申开智 +1 位作者 李又兵 张杰 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期25-27,共3页
以聚丙烯(PP)为研究对象,利用自行研制的压力振动注塑试验台,通过振动注射保压,给冷却保压过程中的PP熔体施加压力振动应力场,发现随着振动频率的上升(超过1Hz),PP制品出现同时增强和增韧的现象,并且随着振动频率的进一步上升,韧性快速... 以聚丙烯(PP)为研究对象,利用自行研制的压力振动注塑试验台,通过振动注射保压,给冷却保压过程中的PP熔体施加压力振动应力场,发现随着振动频率的上升(超过1Hz),PP制品出现同时增强和增韧的现象,并且随着振动频率的进一步上升,韧性快速增加;加工温度升高,PP达到同时增强、增韧所需的频率降低。 展开更多
关键词 聚丙烯 注射振动场 增强 增韧 压力振动注塑
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真空辅助树脂灌注工艺的创新性改进 被引量：22
17
作者 苏峰 于洋 于柏峰 《纤维复合材料》 CAS 2010年第1期18-20,共3页
真空辅助树脂灌注工艺是一种新型的复合材料低成本,高性能成型技术。由于其低成本、制品性能好、环境友好等独特的优势,真空辅助树脂灌注工艺已成功用于舰船、军事设施、国防工程、航空和风电等民用工业领域。但是这种工艺也有很多不可... 真空辅助树脂灌注工艺是一种新型的复合材料低成本,高性能成型技术。由于其低成本、制品性能好、环境友好等独特的优势,真空辅助树脂灌注工艺已成功用于舰船、军事设施、国防工程、航空和风电等民用工业领域。但是这种工艺也有很多不可控制的因素,仍有许多需改进的地方。本文从树脂计量混合技术及制品表面质量控制等方面讨论了当今真空辅助树脂灌注工艺的一些创新性的改进。 展开更多
关键词 真空辅助树脂灌注工艺(真空灌注工艺 VARI) 工艺原理 工艺优势 树脂计量混合技术 制品表面质量控制
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计算机技术在汽车冲压模具设计与制造中的应用研究 被引量：7
18
作者 侯巧红 杨锋 顾豪 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期84-87,98,共5页
主要介绍了汽车覆盖件冲压模具设计与制造中计算机技术的应用,并分析了存在的问题,指出当代企业要紧跟国际发展形势,加强交流合作,共同推动汽车模具行业的大发展。
关键词 计算机技术 汽车冲压模具 设计 制造 应用
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LCM成型工艺中纤维预成型技术研究进展 被引量：5
19
作者 张彦飞 刘亚青 +1 位作者 杜瑞奎 陈淳 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期42-45,共4页
纤维预成型技术是LCM工艺的一个重要环节。对质量要求高、性能稳定、成本低、结构复杂的制品来说,这项技术尤为重要。本文总结了自上世纪90年代以来国内外关于LCM工艺中纤维预成型技术的相关报道,并对每一种纤维预成型体制备技术的原理... 纤维预成型技术是LCM工艺的一个重要环节。对质量要求高、性能稳定、成本低、结构复杂的制品来说,这项技术尤为重要。本文总结了自上世纪90年代以来国内外关于LCM工艺中纤维预成型技术的相关报道,并对每一种纤维预成型体制备技术的原理、特点、缺陷等进行了全面的分析和概述。 展开更多
关键词 LCM 预成型体 增粘剂 纤维预成型技术
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反渗透膜仓用韧性环氧树脂基体研究 被引量：3
20
作者 周文英 齐暑华 +1 位作者 涂春潮 杨辉 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期365-368,共4页
工业上广泛使用反渗透膜仓制备高纯水,为了用玻璃钢替代不锈钢,研究了一种适合湿法缠绕的反渗透膜仓用韧性环氧基体。在配方中采用液体酸酐固化剂甲基四氢邻苯二甲酸酐和高效活性增韧剂,对树脂基体和复合材料力学性能及耐水性能的研究... 工业上广泛使用反渗透膜仓制备高纯水,为了用玻璃钢替代不锈钢,研究了一种适合湿法缠绕的反渗透膜仓用韧性环氧基体。在配方中采用液体酸酐固化剂甲基四氢邻苯二甲酸酐和高效活性增韧剂,对树脂基体和复合材料力学性能及耐水性能的研究表明该树脂基体具有许多优良性能,如拉伸强度≥86.2MPa,断裂延伸率≥5.2%,弯曲强度≥139MPa,制得膜仓爆破时纤维强度转化率高达88.7%,耐疲劳达10万次而无损伤。此外,配方体系室温下粘度为0.35～0.4Pa·s,适用期≥8h,室温下在水中浸泡180d后吸水率低于0.5%,同不锈钢相比成本降低1/2。实验结果表明,该韧性环氧基体完全适用于反渗透膜仓使用。 展开更多
关键词 反渗透膜仓 环氧树脂 湿法缠绕 耐水性能
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