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《华中科技大学》 2015年
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基于PAM自由成型的多喷头系统气动打印规律研究

徐言林  
【摘要】:PAM(pressure assisted micro-syringe)气动式助推微注射器)自由成型技术是一种新型的3D打印技术,在复合生物材料支架制造上具有独特的优势。本文旨在对该系统气动打印技术进行研究,通过设计有效的打印回路,探索系统挤出成型规律;并通过使用软件模拟,研究成型过程中压强值,长径比以及材料粘度对成型效果的影响,并通过实际实验来进一步分析影响因素的作用并与模拟结论相验证与补充,从而探索出适合PAM技术的打印工艺,并应用于实际制造;最后本文对系统控制进行初步探索,设计了简单的系统控制程序。气动系统的设计决定了气动挤出时系统的稳定性与效率。本文通过对两种设计方案的比较,得出了合适的系统设计,同时验证了负压的设计效果,并根据设计讨论了流量值在挤出过程中对系统输出效果的影响。压强P,材料粘度m与针管的长径比dl影响挤出过程中材料的挤出性能。本文通过运用软件模拟挤出过程揭示了上述因素在打印过程中对材料挤出效果的影响,并针对各项因素进行了分析。材料在挤出后一个重要性能参数为挤出直径,直径大小直接影响到成型支架的生物性能。本文通过控制打印过程中的材料浓度与压强值,探索了材料成型过程中二者对成型效果的影响,并与模拟分析的结果相验证,得出了适宜材料成型的工艺参数。
【关键词】:系统设计 影响因素模拟 挤出成型效果 系统控制
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TP391.73;TB30
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-9
  • 1 绪论9-16
  • 1.1 前言9-10
  • 1.2 骨组织工程支架制备10-12
  • 1.3 多喷头挤出技术12-13
  • 1.4 研究的的理论与现实意义13-15
  • 1.5 研究方法与路线15-16
  • 2 气路理论分析16-31
  • 2.1 雷诺数与沿程水头损失16-18
  • 2.2 微观模拟需求分析18-19
  • 2.3 模拟参数设置19
  • 2.4 模拟过程与结果分析19-31
  • 3 气动打印结构设计31-39
  • 3.1 气动打印回路的设计及优化31-34
  • 3.2 设计回路的参数模拟与分析34-37
  • 3.3 模拟结果分析37-39
  • 4 气动打印实验39-45
  • 4.1 实验材料与实验设备39-40
  • 4.2 实验方案设计40
  • 4.3 结果分析40-45
  • 5 模拟与实验结果的分析45-47
  • 5.1 压强值P的影响45
  • 5.2 长径比l/d的影响45-46
  • 5.3 材料粘度μ的影响46-47
  • 6 系统控制程序设计47-51
  • 6.1 需求分析47-48
  • 6.2 元件地址分配48
  • 6.3 驱动程序设计48-51
  • 7 结论与展望51-54
  • 7.1 实验结论51-52
  • 7.2 展望52-54
  • 致谢54-55
  • 参考文献55-58

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