基于快速成型的立体编织仿生大段人工骨的成骨研究
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基于快速成型的立体编织仿生大段
人工骨的成骨研究
许宋锋王臻李涤尘连芩胡学峰张涛王林
【摘要】目的探讨基于快速成型技术立体编织仿生大段人工骨的成骨性能、修复效果及可能的修复机制。方法以计算机辅助设计（ｏｍ）设计人工骨的微结构，用三维立体编织技术将可吸收手术缝合线编织成人工骨微结构支架的负型，在缝线上涂敷Ｉ型胶原蛋白控制人工骨的孔道尺寸，在编织物内充填复合ｒｈ－ＢＭＰ２的自固化磷酸钙骨水泥（ＣＰＣ），将其移植到家犬桡骨２５ｍｍ完全骨膜．骨缺损区，第４、８、１６和２４周迸行观察，研究骨缺损的修复情况。结果大体观察发现，早期Ｉ型胶原蛋白溶解、消失。组织学观察发现，术后４周可见新生血管和骨岛，８周可见大量巢状软骨细胞团及编织骨，１６周骨岛连接成片，２４周新生骨组织呈数个连续过渡的条带样分布区。随植入时间延长，植入体中钙磷比值趋向于自体皮质骨。结论３ＤＢＦ人工骨具备骨缺损修复过程中组织再生所需的微结构及相应的生物学行为。
【关键词】骨缺损；移植；磷酸钙，修复
Ｏｓｔｅｏｇｅｎｅｓｉｓｉｎｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎｏｆ３－Ｄｂｒａｉｄｉｎｇａｒｔｉｆｉｃｉａｌｂｏｎｅｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇｔｈｅｍｉｃｒｏ－ｆｒａｍｅｗｏｒｋｉｎａｎａｐｐｒｏａｃｈｏｆＲＰｔｅｃｈｎｉｑｕｅＸＵＳｏｎｇ－ｆｅｎｇ。，Ｗ冉ＮＧＺｈｅｎ，ＬｆＤｉ—ｃｈｅｎ，ｅｔａ１．＋ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｒｔｈｏ—ｐｅｄｉｃＳｕｒｇｅｒｙ，ＸｉｊｉｎｇＨｏｓｐｉｔａｌ，ＦｏｕｒｔｈＭｉｌｉｔａｒｙＭｅｄｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，慰’ａｎ７１００３２，Ｃｈｉｎａ
Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ
ａｕｔｈｏｒ：Ｗ４ｈ，ＧＺｈｅｎ
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】ＯｂｊｅｃｔｉｖｅＴｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅａｂｉｌｉｔｙｏｆｏｓｔｅｏｇｅｎｅｓｉｓ，ｒｅｐａｉｒｅｄｅｆｆｅｃｔｓａｎｄｐｏｓｓｉｂｌｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆ３一Ｄｂｒａｉｄｉｎｇａｒｔｉｆｉｃｉａｌｂｏｎｅｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇｔｈｅｍｉｃｒｏ．ｆｒａｍｅｗｏｒｋｉｎａｎａｐｐｒｏａｃｈｏｆＲＰｔｅｃｈｎ０１．ｏｇｙ．ＭｅｔｈｏｄｓＣＡＤｗａｓａｄｏｐｔｅｄｔｏｄｅｓｉｇｎｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅａｒｔｉｆｉｃｉａｌｂｏｎｅ．ａｎａｂｓｏｒｂａｂｌｅｍｅｄｉｃａｌｓｕｔｕｒｅｆｒａｍｅｗｏｒｋｗａｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｉｔｈ３．．ＤｂｒａｉｄｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔＯｐｌａｙａｓｔｈｅｍｉｃｒｏ．．ｓｃａｆｆｏｌｄｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅａｒｔｉｆｉｅｉａｌｂｏｎｅ，ｔｈｅｃｏｌｌａｇｅｎｔｙｐｅ１ｗａｓｓｐｒｅａｄｏｎｔｈｅｓｕｔｕｒｅｓｕｒｆａｃｅｔＯｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｓｉｚｅｏｆｔｈｅｍｉｃｒｏ－ｐｉｐｅｓ，ａｎｄｔｈｅｃａｌｃｉｕｍｐｈｏｓｐｈａｔｅｃｅｍｅｎｔｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｒｈ－ＢＭＰ２ｗａｓｆｉｌｌｅｄｉｎｔｏｔｈｅｍｏｄｕｌｅｔＯｆｏｒｍｔｈｅａｒｔｉｆｉ．ｅｉａｌｂｏｎｅｗｉｔｈｍｉｃｒｏ－ｈｏｌｅｓａｆｔｅｒｉｔｓｅｌｆｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｄ．ＴｈｅｃｏｍｂｉｎｅｄｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｗａｓｔｒａｎｓｐｌａｎｔｅｄｔＯｔｏｔａｌｓｅｇ—ｍｅｎｔａｌｐｅｒｉｏｓｔｅｕｍ．ｂｏｎｅｄｅｆｅｃｔｏｆ２５ｍｍｉｎｔｈｅｃａｎｉｎｅｒａｄｉｕｓａｎｄｏｂｓｅｒｖｅｄ４，８，１６ａｎｄ２４ｗｅｅｋｓａｆｔｅｒｏｐｅｒａｔｉｏｎｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＲｅｓｕｌｔｓＩｎｇｒｏｓｓｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ，ｔｈｅｃｏｌｌａｇｅｎＩｂｅｇａｎｔＯｂｅｄｉｓｓｏｌｖｅｄａｎｄａｌｍｏｓｔｄｉｓｐｅａｒｅｄｉｎｅａｒｌｙｔｉｍｅ．Ｉｎｈｉｓｔｏｌｏｇｉｃａｌｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎｏｆ４ｗｅｅｋｓａｆｔｅｒｏｐｅｒａｔｉｏｎ。ｎｅｗｂｏｒｎｂｌｏｏｄｖｅ，ｓｓｅｌａｎｄｂｏｎｅｉｓｌａｎｄｗｅｒｅｆｏｕｎｄ，ａｎｄ８ｗｅｅｋｓａｆｔｅｒｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｌｏｒｓｏｆｎｅｓｔ．１ｉｋｅｃｈｏｎｄｒｏｃｙｔｅｓｍａｓｓａｎｄｗｏｖｅｎｂｏｎｅｗｅｒｅｆｏｕｎｄ．ａｎｄｔｈｅｎｅｗｂｏｎｅｉｓｌａｎｄｓｗｅｒｅｃｏｎｎｅｃｔｅｄｉｎｔｏｇｅｔｈｅｒ１２ｗｅｅｋｓａｆｔｅｒｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｔｗｅｎｔｙ—ｆｏｕｒｗｅｅｋＳａｆｔｅｒｏｐｅｒａｔｉｏｎ．ｔｈｅｎｅｗｌｙｂｏｒｎｂｏｎｅａｒｒａｎｇｅｄｉｎｔｙｐｅｏｆｖａｒｉｏｕｓｂａｎｄｓｉｎｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｗａｓｆｏｕｎｄ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ．ｔｈｅｒａｔｉｏｏｆｃａｌｃｉｕｍｔＯｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｉｎｔｈｅｔｒａｎｓｐｌａｎｔｓｔｅｎｄｅｄｔＯａｐｐｒｏａｃｈｔｈａｔｉｎｔｈｅｈｏｓｔｃｏｒｔｉｃａＩｂｏｎｅａｌｏｎｇｗｉｔｈｔｈｅｐｅｒｉｏｄｏｆｔｉｍｅａｆｔｅｒｏｐｅｒａｔｉｏｎ．ＣｏｎｃｌｕｓｉｏｎＴｈｅｍｉｃｒｏｔｕｂｕｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ３ＤＢＦａｒｔｉｆｉｃｉａｌｂｏｎｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｉＳｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｔｉｓｓｕｅｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｔｈｅｒｅｐａｉｒｐｒｏｃｅｓｓｏｆｂｏｎｅｄｅｆｅｃｔｓ．ｔｈｕｓｔｈｅｐｒｏｐｅｒｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｂｅｈａｖｉｏｒｓａｒｅｃｏｎｆｉｒｍｅｄ．
【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】Ｂｏｎｅｄｅｆｅｃｔ；Ｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎ；Ｃａｌｃｉｕｍｐｈｏｓｐｈａｔｅ；Ｒｅｐａｉｒ
我们应用计算机辅助设计（ＣＡＤ）和快速成型
（ＲＰ）技术，结合立体编织工艺［１］，选择胶原、壳聚糖等
基质材料，在编织物内充填自固化磷酸钙骨水泥
（ＣＰＣ）并复合骨形态发生蛋白（ＢＭＰ），固化后形成含
有微孔结构的３ＤＢＦ人工骨，用此材料修复犬桡骨大
基金项目：国家自然科学基金资助项目（５０２３５０２０）
作者单位：７１００３２西安，第四军医大学西京医院全军骨科研究所
（许宋锋、王臻、胡学峰、张涛、王林）；西安交通大学先进制造技术研究
所（李涤尘、连芩）
通讯作者：王臻
?１３９５??实验研究?
段骨缺损，研究其骨修复能力及可能的修复机制。
材料与方法
１．３ＤＢＦ人工骨制备：选择健康成年家犬左桡骨
行ＣＴ扫描，应用专用ＣＡＤ前置分析建模软件分析设
计３ＤＢＦ人工骨内部微管道结构和外形结构，应用西
安交通大学先进制造技术研究所研制的ＳＰＳ系列激
光快速成形机，直接成型人工骨树脂外模具，将０．１５ｇ
Ｉ型胶原蛋白（Ｓｉｇｍａ）溶于５ｍｌ的生理盐水中配成实
验溶液，４０℃时涂敷在可吸收缝合线（中山邦达，４—０） 万方数据
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上并层层复合ｕＪ。将０．３ｍｇｒｈＢＭＰ．２（Ｓｉｇｍａ）溶于３．５ｍｌ固化液中形成悬浊液，ＣＰＣ（瑞邦骨泰）粉末与固化液按１．４３ｇ／１ｍｌ的固液比充分混合后调成比牙膏略稀的浆体状填充入上述负型，固化、干燥并修整。环氧乙烷３７℃、１８０ｍｉｎ消毒，４℃低温密闭保存备用。
２．动物分组及手术：健康成年家犬１２条，体重２０－－２５ｋｇ，雌雄不限。采用随机数字表法按术后观察时间将１２只动物分为４组，每组３只，取其中１只做对照组。速眠新Ⅱ（０．２５ｍｌ／ｋｇ体重）肌肉麻醉，造成左侧桡骨中段２５ｍｍ长的完全骨膜．骨缺损模型，将３ＤＢＦ人工骨嵌入骨干缺损处，以自行设计的半笼式钢板内固定［２ｌ，逐层缝合。对照组骨缺损处置入单纯ＣＰＣ材料。术后连续３ｄ每Ｅｔ给予青霉素４０万Ｕ肌注。第４、８、１６、＞２４周处死动物，取标本作各项检测。
３．观察指标［３］：（１）大体解剖：局部骨痂形成、骨断端愈合情况及材料降解情况，光镜（ＫＥＹＥＮＣＥ，ＶＨ．８０００）下观察残余材料孔道情况；（２）ＣＲ．Ｘ线：骨愈合情况，摄左前臂正侧位ＣＲ．Ｘ线片；（３）组织学：两截骨端外０．５ｃｍ处取材，固定、石蜡及塑料包埋、切片，行苏木素一伊红（ＨＥ）及改良丽春红三色法染色，ＬｅｉｃａＤＭＬＡ全自动研究显微镜观察；（４）扫描电镜观察：５％戊二醛固定，３０％～１００％梯度乙腈脱水，干燥、喷金，ＪＥＯＬＪＳＭ．８４０型扫描电子显微镜观察；（５）Ｘ射线能谱分析（ＥＤＡＸ）：Ｉｎｃａ一３００Ｘ射线能谱仪，测定样品中Ｃａ／Ｐ比值。
结果
１．大体观察：４周，３ＤＢＦ人工骨与原骨断端有黏附伴新生骨痂形成，见丝线表面胶原蛋白溶解吸收；８周，骨．材料结合部明显膨大新生骨痂，材料呈不同程度吸收、碎裂，见人工孔道周围有材料降解吸收，伴新生孔道出现；１６周，新生骨痂将整个缺损处连同内固定钢板包裹，断端材料结合部可见新生板层骨，人工孔道直径继续增大，孔道有骨小梁样组织长人；２４周，原缺损处基本被骨样组织填充，有残余材料，新骨出现钙化并与宿主骨自然连接，相邻丝线孔道间材料降解速度快致相互通联合并。对照组４周见ＣＰＣ材料被结缔组织包裹，材料轮廓完整。８周见ＣＰＣ材料有碎裂吸收，残端少量骨痂形成，约０．４ｃｍ。＞１２周后骨痂停止生长，残端渐变钝。
２．ｘ线观察：４周实验组材料在位好，界限清晰，无明显新骨形成；对照组部分材料外渗。８周实验组材料与原骨交界处出现低密度影，材料体积变小且边缘密度降低，原骨端骨性膨大；对照组骨痂范围小，材料破碎游离明显。１６周实验组新骨大量形成并钙化，新骨由两端向材料内部延伸，骨缺损范围变小；对照组骨痂膨大不明显，材料．骨界限较清晰。２４周实验组可见到连续性骨痂，尚未见到髓腔再通；对照组残余材料与所包裹骨性组织间有明显间隙且呈高密度影。
３．组织学观察：４周，最外层由纤维结缔组织包裹，大量间充质细胞连同微血管束伸人材料的人工孔道及微孔隙内。原截骨端远端出现新生巢状骨岛，成骨方向与正常成骨相反。对照组植入材料与组织之间的界线较清晰，材料周围较多慢性炎细胞浸润。８周，大量成骨细胞及炎性细胞存在，有编织骨及骨髓样组织形成。向两截骨端出现大量无规律散在分布的巢状软骨细胞团，软骨细胞团间以杂乱软骨基质相连，充斥大量ＣＰＣ结晶颗粒。对照组ＣＰＣ材料周围形成的新生骨无活跃的吸收及改建现象。１６周，新生骨向较成熟编织骨方向发展，头端骨小梁彼此逐渐连接成原始骨松质，骨岛间纵横交错的不成熟片状及囊状编织骨相互衍进，外侧较活跃。对照组材料周围形成的新生骨组织已转化为成熟骨组织，附着于两断端。２４周，近截骨端为连接成片的成熟编织骨，愈近端侧愈致密。有纵向通道甚至横向通道与原骨连接，通道内充以骨髓样组织，材料与新骨之间相互分隔包裹，呈现骨小梁样组织、编织骨、板层骨由中心向两端混杂分布的形态。新生骨小梁样组织与原骨间的破骨吸收及成骨活动仍在进行，充斥类骨质。
４．扫描电镜观察：４周材料结构发生变化，失去原有晶体特征，骨交界处细胞增生活跃，形态异常，丝线周围胶原蛋白被溶解，孔径扩大；８周材料与新骨紧密结合，材料被溶解呈规则的框架状结构，溶解出的钙盐颗粒沉积到骨端；１６周新生骨长入孔道内部，与材料紧密结合，丝线出现溶解碎裂，孔道内壁扩大；２４周溶解严重，出现较大的孔隙，丝线多数降解消失，仍有残余，孑Ｌ道容积变大伴有骨样组织长人。
５．ＥＤＡＸ分析：能谱分析对比研究１６周与２４周时植入物中心部位的管道内、外不同位置碳、氧、钙、磷含量和钙磷比的变化。发现管道９Ｊ＇１．０～１．５ｍｍ范围里，碳含量降低，氧增大，但管道内碳、氧变化相反，氧含量降低，碳含量增大，且碳含量增加近一倍；管道外１．０～１．５ｍｍ范围里，钙、磷含量变化不大，钙磷比值的变化随植入时间降低，且比值趋于宿主骨的钙磷比（宿主骨钙磷比在１．７８５左右），而管道内的钙、磷含量明显降低，钙磷比值增大，钙、磷流失比率一致。
讨论
良好的骨组织工程支架必须无毒性、可承载因子、
万方数据
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具有良好力学特性和利于骨长人的孔隙率，及与缺损处相匹配的外形［４｜。我们设计制造的３ＤＢＦ人工骨材料，采用生物活性材料复合生物活性因子和一定加强结构，具有相互导通孔道…；同时，应用快速成形技术来设计并制造人工骨外壳模具，从而保证了人工骨的外形适配性。立体编织技术可以编织线材得到近似于定制骨外形的预制件，通过改变其各部分的线密度、松紧度、线的粗细、打紧程度、预留孔或通道等方法，实现对不同骨组织结构的仿生设计，并通过改变线走向、增加轴向线等方法实现各向异性的力学特性，来模拟不同骨组织的力学特性。因此立体编织方法是一种组织工程中重要制造方法。Ｍａｓａｈｉｒｏ等［５］采用高分子线材编织件，研制成具有匹配骨弹性模量的支架材料制造人工骨。
有人认为羟基磷灰石类多孔材料的孔径１００弘ｍ是哈佛氏系统进入材料的最低限度∞Ｊ，孑Ｌ径２００～５００“ｍ对于骨组织的长入最为理想。本研究采用层层复合Ｉ型胶原蛋白的办法，可以控制复合线材直径达到０．８０～１．０５ｍｍ，复合ＣＰＣ及ＢＭＰ后其表面孑Ｌ径为０．８～１．３ｍｍ，内部孔径为０．８～１．１ｍｍ，人工孑Ｌ道的直径是完全可控的。由于采用一根缝线立体编制，可以达到人工孔道间的相互连通。实验中发现，术后８周孔道直径增大至７２５ｋｔｍ；术后１６周，孔道直径继续增大（４６７～８５８ｔｔｍ）并伴随有新生孑Ｌ道出现，直径２３１肛ｍ，两孔道间连通后直径为８３７肛ｍ；术后２４周三根丝线孔道间相融合后其直径为９８７“ｍ。由上可以看出，３ＤＢＦ人工骨材料具备适合骨及软骨组织长入的合适孔道，本研究的组织学观察结果也证实此点。
本研究选用ＣＰＣ其抗压强度在６０～７０Ｍｐａ，凝结时间为３～１５ｍｉｎ，适合于非负重或低负重部位骨缺损的修复。将涂布工型胶原蛋白的缝线经三维编织再复合ＣＰＣ后，既具有导流细胞贴附的人工孔道结构，也可作为ＣＰＣ材料本身早期的物理增强结构，提高其载荷耐受。本研究结果显示，早期３ＤＢＦ人工骨材料碎裂严重程度小于单纯ＣＰＣ组，其力学强度优于单纯ＣＰＣ组。
有研究结果表明，ＣＰＣ具有较好的药物控释作用［７］。微孔的结构（大小）能控制药物在孔隙内的弥散程度，进而控制了药物的释放率。本研究结果显示，除早期（４周）的原骨断端原端与正常成骨方向相反的骨岛形成与孔道结构及ＢＭＰ的存在相关外，其后期（大于２４周）仍可在与材料交界处发现软骨化成骨过程存在，这也与ＢＭＰ的缓释载体有关系。
结合上述实验发现，对于３ＤＢＦ人工骨材料成骨过程，考虑主要存在以下三种形态：（１）孔道结构辅助下的ＭＳＣ细胞导流、贴附、分化，大量散在骨岛形成，相互衍进连接成片并逐渐成熟，以软骨化成骨过程为主；（２）材料一软组织结合面的结缔组织血管化有助于成骨细胞黏附成骨；（３）骨．材料结合部的骨痂“爬行替代”。
３ＤＢＦ人工骨能够早期在人工骨内部形成相互导通的微管道结构，有利于骨生长和材料的活化，增强了材料力学强度，具备骨缺损修复过程中组织再生所需的微结构及相应的生物学行为。还需要更深入如复合细胞、血管生长因子等相关研究。
参考文献
ｌ连芩，李涤尘，王臻，等．采用立体编织工艺构造人工骨仿生微结构，西安交通大学学报，２００４，３８：６７８．６８１．
２许宋锋，王臻，李涤尘，等．组织工程用犬桡骨大段缺损模型的生物力学及有限元评价．中国临床康复，２００４，８：７１３０．７１３２．
３许宋锋，王臻，李涤尘，等．组织工程化大段人工骨的成骨性能及修复机制，中华实验外科杂志。２００５，２２：７３５．７３７．
４ＳｃｈｅｋＲＭ。ＷｉｌｋｅＥＮ，ＨｏｌｌｉｓｔｅｒＳＪ，ｅｔａｌ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄｕｓｅｏｆｄｅｓｉｇｎｅｄｓｃａｒ—ｆｏｌｄｓａｎｄａｄｅｎｏｖｉｒａｌｇｅｎｅｔｈｅｒａｐｙｆｏｒｓｋｅｌｅｔａｌｔｉｓｓｕｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｂｉｏｍａ—ｔｅｒｉａｌｓ。２００６。２７：１１６０．１１６６．
５ＭａｓａｈｉｒｏＨ，ＡｋｉｈｉｒｏＳ，ＹａｓｕｏＳ，ｅｔａ１．Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｅｅ０ｆａｔｈｒｅｅ．ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｆａｂｒｉｃａｓａｒｔｉｆｉｃｉａｌｃａｒｔｉｌａｇｅｉｎｔｈｅｒｅｐａｉｒｏｆＩａｒｇｅｏｓｔｅｏｃｈｏｎ．ｄｒａｌｄｅｆｅｃｔｓｉｎｒａｂｂｉ．Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ。１９９９，２０：１９６９．１９７５．
６ＫｌａｗｉｔｔｅｒＪＪ，ｈｕｌｌｂｅｒｔＳＦ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｏｒｏｕｓｃｅｒａｍｉｃｓｆｏｒｔｈｅａｔｔａｃｈ－ｍｅｎｔｏｆｌｏａｄ．Ｂｅａｒｉｎｇｉｎｔｅｒｎａｌｏｒｔｈｏｐｅｄｉｃａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ＪＢｉｏｍｅｄＭａｔｅｒＲｅｓＳｙｍｐ．１９７１．２：１６１．２２９．
７ＯｔｓｕｋａＭ，ＭａｔｓｕｄａＹ，ＳｕｗａＹ，ｅｔａ１．Ａｎｏｖｅｌｓｋｅｌｅｔａｌｄｒｕｇ－ｄｅｌｉｖｅｒｙｓｙｓ—ｔｅｒｎｕｓｉｎｇｓｅｌｆ－ｓｅｔｔｉｎｇｃａｌｃｉｕｍｐｈｏｓｐｈａｔｅｃｅｍｅｎｔ，３．Ｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｅａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｄｒｕｇ．ｒｅｌｅａｓｅｒａｔｅｏｆｂｏｖｉｎｅｉｎｓｕｌｉｎａｎｄｂｏｖｉｎｅａｌｂｕｍｉｎ．ＪＰｈａｒｍＳｃｉ，１９９４，８３：２５５．２５８．
（收稿日期：２００６．０２—１１）
医学论文中有关实验动物描述的要求
?读者?作者?编者?
在医学论文的描述中，凡涉及实验动物者，在描述中应符合以下要求：（１）品种、品系描述清楚；（２）强调来源；（３）遗传背景；（４）微生物学质量；（５）明确体重；（６）明确等级；（７）明确饲养环境和实验环境；（８）明确性别；（９）有无质量合格证；（１０）有对饲养的描述（如饲料类型、营养水平、照明方式、温度、湿度要求）；（１１）所有动物数量准确；（１２）详细描述动物的健康状况；（１３）对动物实验的处理方式有单独清楚的交代；（１４）全部有对照，部分可采用双因素方差分析。
万方数据
研究复合材料三维编织预成型件
研究复合材料三维编织预成型件/间层的剪切变形先进纺织复合材料的教育部重点实验室，复合材料研究所，天津工业大学，天津300387，中华人民国 纺织和制衣部门，生物与农业工程系，美国加州大学戴维斯分校 【摘要】这项研究提出了具有不同的面料密度的三维角联锁预成型件的面剪切和层间剪切行为。对三维织物预成型件进行画框剪切试验，分析了剪切应力与剪切角度的非线性曲线和变形机理。设计了一个新的测试方法来确定的层间剪切性能表征。经过层间剪切试验后的样本，通过调查拉出的纱线和中间结构发现变形和破坏机制。结果表明织物密度对三维联锁预成型件面剪切和层间剪切性能有重要的影响，并且织物密度的增加，剪切行为减小。织物密度越低，可变形性越好。层间剪切破坏模式是从织物上引出的粘结剂纱线。希望该研究可以为建立理论模型提供试验基础。 1.引言 连续纤维增强复合树脂基材料引起了很多重视，这都是由于它们所具有的优势，例如高性能，加工周期短，维修和焊接的可能性[1–4]。虽然层压复合材料具有优异的面力学性能，但是层间复合材料的应用围因厚度受到限制，这是由于差的层间性质。三维纺织结构复合材料具有厚度优势，好的破坏误差和有利的影响，抗疲劳优点[5–9]。 作为三维纺织结构加强的复合材料的一种，三维角联锁织物已被广泛地应用于工程领域，归于它在传统织机简单和有效地加工[10–12]。另外，三维角联锁织物最吸引的优点是具有近终成形能力的制造复合材料[13]。三维角联锁预成型件有卓越的机械性能和好的可成形性（图1）。随着预成型技术的发展，可以生产出形状复杂和不同尺寸的结构件。
图1三维角联锁织物的半球成形 在复合材料生产的结构集成制造中，三维角联锁是根据最终复合材料产品形状预成型，该形状可以是复杂的[14–16]。对于三维织物，平面的行为和层间的行为是最重要的变形，并且剪切行为材料变形的主要模式[17?19]。研究三维角联锁织物层和层间的剪切行为是有价值的，因为在生产中它们被广泛应用，尤其是成形工艺。 二维织物的面剪切行为已有比较好的研究。Zhu等人[20,21]通过实验测试仔细研究了二维织物面表征特性，并且发现了发现纱线的减少是起皱的一个关键。Hivet等[22,23]使用相框测试方法]研究了二维织物剪切性能，并指出在实验过程中，剪切结果对纱线的力敏感。拉伸力随剪切角增大而增大。Lomov等[24,25]通过相框试验提出对在三种不同预力状态的非平衡2/2斜纹玻璃/ PP织物的剪切测试，并且研究在纱线方向的拉力载荷对织物的剪切抗力的影响及可重复性的方法。基于二维Lin等人[26]建立了织物的几何形状来模拟的面剪切的有限元模型，仿真结果与实验相同。Cao等。[ 27 ]比较了相框剪切试验结果，这些结果来于用于制定标准的测试设置获得准确的和适当的材料特性的七个不同实验室的。Chen等[28] 开发了有限元模型来预测层压板面和层间的剪切性能。然而，三维角联锁织物的面/层间的剪切行为很少有报道。Charmetant等[29]建立了半球模型来仿真三维织物成形。 在这篇文章，报道了一份仔细研究了关于不同织物密度的三维角联锁织物面剪切和层间剪切行为。记录了剪切应力和剪切角度曲线和面剪切测试的起皱位置，并且它们相互比较，分析了层剪切试验的应力-位移曲线。另外，面剪切非线性曲线的三个阶段被表征。呈现层间剪切破坏形态并且被比较从而在剪切测试
3D打印与快速成型和快速制造之间的区别和联系
3D打印与快速成型和快速制造之间的区别和 联系 D、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。目前国内传媒界习惯把快速成型技术叫做“3D打印”或者“三维打印”，显得比较生动形象，但是实际上，“3D打印”或者“三维打印”只是快速成型的一个分支，只能代表部分快速成型工艺。快速制造（Rapid Manufacturing，简称RM），有狭义和广义之分，狭义上是基于激光粉末烧结快速成型技术的全新制造理念，实际上属于RP快速成型技术的其中一个分支，它是指从电子数据直接自动地进行快速的、柔性并具有较低成本的制造方式。快速制造它与一般的快速成型技术相比，在于可以直接生产最终产品，能够适应从单件产品制造到批量的个性化产品制造；而广义上，RM快速制造可以包括“快速模具”技术和CNC数控加工技术在内，因此可以与RP快速成型技术分庭抗礼，各擅胜场。国际上喜欢用“Additive Manufacturing”（简称AM）来囊括RP和RM 技术，国内翻译为增量制造、增材制造或添加制造。年美国ASTM 成立了F42委员会，将AM定义为：
“Process of joining mat-erials to make objects from3d model data, usua-lly layer upon layer, as opposed to subtractive manufacturing methodologies、” 即：一种与传统的材料去处加工方法截然相反的，通过增加材料、基于三维CAD模型数据，通常采用逐层制造方式，直接制造与相应数学模型完全一致的三维物理实体模型的制造方法。解析二：几种主流快速成型工艺的成型原理及优缺点 1、激光光固化（SLAStereolithography）该技术以光敏树脂为原料，将计算机控制下的紫外激光按预定零件各分层截面的轮廓为轨迹对液态树脂连点扫描，便被扫描区的树脂薄层产生光聚合反应，从而形成零件的一个薄层截面。当层固化完毕，移动工作台，在原先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂以便进行下一层扫描固化。新固化的一层牢固地粘合在前一层上，如此重复直到整个零件原型制造完毕。美国3DSYSTEMS 公司是最早推出这种工艺的公司。该项技术特点是精度和光洁度高，但是材料比较脆，运行成本太高，后处理复杂，对操作人员要求较高。适合验证装配设计过程中用。 2、三维打印成型（3DP3Dimension Printer）其最大特点是小型化和易操作，多用于商业、办公、科研和个人工作室等环境。而根据打印方式的不同，3DP三维打印技术又可以分为热爆式三维打印（代表：美国3D Systems公司的 Zprinter系列原属ZCorporation公司，已被3D Systems公司收购）、压电式三维打
认识快速成型技术
教学难点与重点： 难点： 《产品逆向工程技术》教案 共 页 第 页 授课教师: 教研室： 备课日期： 年 月 日 课 题： 教 学 准 备： 教学目的与要求： 授 课 方 式： 项目四 快速成型技术认识 任务一 认识快速成型技术 PPT 掌握快速成型技术的原理、工作流程和特点。 讲授（90＇） 重点：快速成型技术的原理、工作流程和特点。 教 学 过 程： 上节课回顾→讲授课题→课堂小结
“ “ 张家界航院教案 第 页 上节课回顾： 讲授课题： 项目四 快速成型技术认识 通过前面的几节课我们学习了什么是逆向工程。通过逆向工程技术， 企业可以迅速的设计出符合当前流行趋势，以及符合人们消费需求的产品， 快速抢占市场。市场这块蛋糕就那么大，谁先抢到谁先吃，后来的就只能 看别人吃。现在的企业发展战略已经从以前的“如何做的更多、更好、更 便宜”转变成了“如何做的更快”。所以快速的响应市场需求，已经是制 造业发展的必经之路。 但是一件产品是不是设计出来就完事了？从设计到产品，中间还有一 个制造的过程，逆向工程解决了快速设计的问题，但是如果在制造加工阶 段耗费太长的时间，最后依然是无法快速的响应市场。尤其是在加工复杂 薄壁零件的时候，往往加工一件零件的周期要好几周，甚至几个月才能完 成，比如飞机发动机上的涡轮，加工周期要 90 天。 怎么解决这个问题呢？这就要用到今天我们这节课要讲的内容：快速 成型技术。快速成型技术就是在这种背景需求下发展起来的一种新型数字 化制造技术，利用这项技术可以快速的将设计思想转化为具有结构和功能 的原型或者是直接制造出零部件，以便可以对设计的产品进行快速评价、 修改。按照以往的技术，在生产一件样品的时候，要么开模、要么通过复 杂的机加工艺来生产，这样不管是从成本的角度还是时间的角度来讲，都 会带来成本的提高。而快速成型技术可以极大地缩短新产品的开发周期， 降低开发成本，最大程度避免产品研发失败的风险，提高了企业的竞争力。 任务一 认识快速成型技术 快速成型技术（Rapid Prototype ，简称 RP)有许多不同的叫法，比如 “3D 打印”( 3D printing)、分层制造”( layered manufacturing ，LM) 、增材制 造”（ additive manufacturing ，AM) 等。同学们最熟悉的应该就是“3D 打 印”，其实刚开始的时候，3D 打印本是特指一种采用喷墨打印头的快速成 型技术，演变至今，3D 打印成了所有快速成型技术的通俗叫法，但是现在 在学术界被统一称为“增材制造”。 增材制造是一种能够不使用任何工具（模具、各种机床），直接从三 维模型快速地制作产品物理原型也就是样件的技术，可以使设计者在产品 的设计过程中很少甚至不需要考虑制造工艺技术的问题。使用传统机加的 方法来加工零件时，在设计阶段设计师就需要考虑到零件的工艺性，是不 是能够加工出来。对于快速成型技术来讲，任意复杂的结构都可以利用它 的三维设计数据快速而精确的制造出来，解决了许多过去难以制造的复杂 结构零件的成型问题，实现了“自由设计，快速制造”。 一、物体成型的方式 之所以叫“增材制造”很好理解就是通过“堆积”材料的方式进行制 造。与之相应的还有“减材制造”和“等材制造”。在现代成型学的观点 中，物体的成型方式可分以下几类：
快速成形技术的快速模具制造技术(doc 6)
快速成形技术的快速模具制造技术(doc 6)
基于快速成形技术的快速模具制造技术 一、引言 近10年来，制造业市场环境发生了巨大的变化，迅速将产品推向市场已成为制造商把握市场先机的重要保障。因此，产品的快速开发技术将成为赢得21世纪制造业市场的关键 快速成形技术(以下简称RP)是一种集计算机辅助设计、精密机械、数控激光技术和材料学为一体的新兴技术，它采用离散堆积原理，将所设计物体的CAD模型转化成实物样件。由于RP技术采用将三维形体转化为二维平面分层制造的原理，对物体构成复杂性不敏感，因此物体越复杂越能体现它的优越性。 以RP为技术支撑的快速模具制造RT(Rapid Tooling)也正是为了缩短新产品开发周期，早日向市场推出适销对路的、按客户意图定制的多品种、小批量产品而发展起来的新型制造技术。由于产品开发与制造技术的进步，以及不断追求新颖、奇特、多变的市场消费导向，使得产品(尤其是消费品)的寿命周期越来越短已成为不争的事实。例如，汽车、家电、计算机等产品，采用快速模具制造技术制模，制作周期为传统模具制造的1/3～1/10，生产成本仅为1/3～1/5。所以，工业发达国家已将RP/RT作为缩短产品开发时间及模具制作周期的重要研究课题和制造业核心技术之一，我国也已开始了快速制造业的研究与开发应用工作。 二、基于RPM的快速模具制造方法 模具是制造业必不可少的手段，其中用得最多的有铸模、注塑模、冲压模和锻模等。传统制作模具的方法是：对木材或金属毛坯进行车、铣、刨、钻、磨、电蚀等加工，得到所需模具的形状和尺寸。这种方法既费时又费钱，特别是汽车、摩托车和家电所需的一些大型模具，往往造价数十万元以上，制作周期长达数月甚至一年。而基于RPM技术的RT直接或间接制作模具，使模具的制造时间大大缩短而成本却大大降低。 1. 用快速成形机直接制作模具 由于一些快速成形机制作的工件有较好的机械强度和稳定性，因此快速成形件可直接用作模具。例如，Stratasys公司TITAN快速成形机的PPSF制件坚如硬木，可承受30 0℃高温，经表面处理(如喷涂清漆，高分子材料或金属)后可用作砂型铸造木模、低熔点合金铸造模、试制用注塑模以及熔模铸造的压型。当用作砂形铸造的木模时，它可用来重复制作50～100件砂型。作为蜡模的成型模时，它可用来重复注射100件以上的蜡模。用FDM快速成形机的ABS工件能选择性地融合包裹热塑性粘结剂的金属粉，构成模具的半成品，烧结金属粉并在孔隙渗入第二种金属（铝）从而制作成金属模。
三维四向编织-三维五向编织碳_环氧复合材料实验研究_百汇总
第16卷 1999年第4期 10月复合材料学报ACT A M AT ERIA E COM PO SIT A E SIN ICA V ol.16No.4Octo ber 1999收修改稿、初稿日期:1998-09-25,1998-08-25 三维四向编织碳/环氧复合材料实验研究 宝君杜 严勇摘要讨论了三维四向编织碳/环氧复合材料力学性能研究的实验方法。通过实验得到了弹性 常数及反映材料非线性行为的力学性能指标随编织角的变化规律,并分析讨论了编织参数对该类 材料破坏模式的影响作用。 关键词编织复合材料,力学性能,实验研究 中图分类号T B332 复合材料力学性能的实验研究在复合材料的开发与应用中发挥着重要作用。尤其是在材料设计研究中,实验研究对于评价加工工艺及原材料性能对复合材料性能的影响具有十分重要的意义。迄今已有许多种实验方法,其中有些方法比较简单,已经制定了标准;然而,有些实验方法涉及复合材料固有的复杂性,尚不够成熟,有待进一步进行研究。三维编织复合材料是近几年开发研制的新型复合材料,在航空航天等高科技领域具有广阔的应用前景。其性能表征及测试方法都未形成成熟的标准,需要进一步进行研究探讨。 A .
B .Macander 等人[1]于1986进行了一组实验,结果表明,三维编织物能大幅度地提高 复合材料强度和刚度。Fukuta [2]对Carbon/epo xy 三维三向、三维四向及层合板材料冲击后的 压缩强度进行了比较研究。比较发现,三维编织复合材料的冲击压缩强度较层合材料高,说明 其具有优秀的强度保持性。L .W .Gause 等[3]通过实验证实良好的抗损坏性是复合材料三维编 织结构所具有的突出特点。F .K .Ko [4~5]用玻纤/环氧和碳纤/PEEK 完成了类似实验。佐藤等[6]对火箭喷管用石墨材料、二维C /C 复合材料、三维C /C 复合材料的热冲击强度及其断裂韧性进行了实验研究。实验结果发现,二维C/C 复合材料由于纤维强化面内和层合方向存在各向异性,导致层间剥离破坏。而三维C/C 复合材料的热冲击破坏韧性是AT J 石墨的19倍以上,显示出其具有非常卓越的抗热冲击性能。孙慧玉等[7]对编织复合材料的力学性能也进行了实验研究。 为了探讨三维四向编织复合材料力学性能与编织参数间的关系及编织复合材料力学性能的实验研究方法,以碳/环氧三维四向编织复合材料为对象进行了拉伸及压缩实验,得到了有关实验数据,并对实验结果进行了分析讨论。 1实验原理及方法 利用岛津DSS-10T 材料试验机对试件进行加载,采用汉中中原电测仪器厂BA120-5AA-C15%应变计,通过KYOW A-DPM 613A 型动态应变仪测量其变形。 (南京鑫鼎纤维材料有限公司,210044 试件材料为三维四向碳/环氧编织复合材料,由天津纺织工学院复合材料研究所研制。基体材料为T DE -85#环氧树脂,增强纤维为T 300碳纤维,纤维束规格为12K ,采用树脂传递模塑(RT M 工艺制成。
快速成型技术与试题---答案
试卷 2. 3.快速成型技术的主要优点包括成本低，制造速度快，环保节能，适用于新产品开发和单间零件生产等 4.光固化树脂成型（SLA）的成型效率主要与扫描速度，扫描间隙，激光功率等因素有关 5. 也被称为：3D打印，增材制造； 6.选择性激光烧结成型工艺（SLS）可成型的材料包括塑料，陶瓷，金属等； 7.选择性激光烧结成型工艺（SLS）工艺参数主要包括分层厚度，扫描速度，体积成型率，聚焦光斑直径等； 8.快速成型过程总体上分为三个步骤，包括：数据前处理，分层叠加成型（自由成型），后处理； 9.快速成型技术的特点主要包括原型的复制性、互换性高，加工周期短，成本低，高度技术集成等； 10.快速成型技术的未来发展趋势包括：开发性能好的快速成型材料，改善快速成形系统的可靠性，提高其生产率和制作大件能力，优化设备结构，开发新的成形能源，快速成形方法和工艺的改进和创新，提高网络化服务的研究力度，实现远程控制等； 11.光固化快速成型工艺中，其中前处理施加支撑工艺需要添加支撑结构，支撑结构的主要作用是防止翘曲变形，作为支撑保证形状； 二、术语解释 1.STL数据模型 是由3D SYSTEMS 公司于1988 年制定的一个接口协议，是一种为快速原型制造技术服务的三维图形文件格式。STL 文件由多个三角形面片的定义组成，每个三角形面片的定义包括三角形各个定点的三维坐标及三角形面片的法矢量。stl 文件是在计算机图形应用系统中，用于表示三角形网格的一种文件格式。它的文件格式非常简单，应用很广泛。STL是最多快速原型系统所应用的标准文件类型。STL是用三角网格来表现3D CAD模型。STL只能用来表示封闭的面或者体，stl文件有两种：一种是ASCII明码格式，另一种是二进制格式。 2.快速成型精度包括哪几部分 原型的精度一般包括形状精度，尺寸精度和表面精度，即光固化成型件在形状、尺寸和表面相互位置三个方面与设计要求的符合程度。形状误差主要有：翘曲、扭曲变形、椭圆度误差及局部缺陷等；尺寸误差是指成型件与CAD模型相比，在x、y、z三个方向上尺寸相差值；表面精度主要包括由叠层累加产生的台阶误差及表面粗糙度等。 3.阶梯误差 由于快速成型技术的成型原理是逐层叠加成型，因此不可避免地会产生台阶效应，使得零件的表面只是原CAD模型表面的一个阶梯近似（除水平和垂直表
快速成型技术的发展与应用
快速成型技术的发展与应用 摘要：快速成型技术是一项多学科交叉多技术集成的先进制造技术，本文简要介绍该技术的原理、特点，并重点研究阐述该技术在国内外应用和发展状况，并结合实际指出了该技术开发方向。 关键词：快速成型；原理；应用；开发 一引言 最近英国经济学人指出：快速成型技术（简称RP技术）市场潜力巨大，必将引领未来制造业，它将使工厂彻底告别车床、钻床等传统工具，改由更加灵巧的电脑软件主宰，这便是第三次工业革命到来的标志。虽然究竟谁能够引领第三次工业革命？目前我们要下这个结论，显得时机过早。但重视这被西方媒体誉为将带来“第三次工业革命” 的“RP技术”是非常必要的。本文就这一技术的原理及发展应用情况予以介绍。 二快速成型技术原理及特点 RP技术是20世纪90年代发展起来的一项高新技术。笼统地讲，RP技术属于堆积成形；严格地讲，它是基于离散和堆积原理，将零件的CAD模型按一定方式离散，成为可加工的离散面、离散线、离散点，而后采用物理或化学手段，将这些离散的面、线段和点堆积而形成零件的整体形状。RP技术工艺流程如图1所示。其主要工艺方法有：SLA、SLS、FDM、TDP，具体见下表： 用粉末材料为原料，按照分层信息铺好一层粉末材料计算机控制喷头有选择性地喷射粘接剂，使部分粉末粘接形成截面层。一层完成后，工作台下降一个层厚，如此循环形成三维产品。 三快速成型技术的发展现状 3.1国外的快速成型技术的发展现状 这种为现代社会带来强大冲击和震撼的新技术起源于1988年，美国3D System 公司推出的SLA-250液态光敏树脂选择性固化成形机，标志着RP技术的诞生。目前，RP技术被广泛应用于各个领域，如航天航空、医疗、军工、艺术设计等领域，应用最为广泛的是航空零部件的快速制造，包括快速精铸技术、金属直接制造零部件、风洞模型的制造。 国外主要的航空企业都在应用RP技术研制新型航空器。例如，美国军用和商用航空发动机制造商Sundstrand公司使用RP技术制作新型燃气轮发动机进风口外壳原型（φ300×250，壁厚仅1.5），节省了4个多月的加工制造时间和超过8.8万美元的费用。
3D打印与快速成型和快速制造之间地区别和联系
3D打印与快速成型和快速制造之间的区别和联系当前，3D打印、3D打印机、三维打印、快速成型、快速制造、数字化制造这些名词，如同一股旋风，仿佛一夜之间就在学术界、政界、传媒界、金融界、制造界掀起了巨澜。然而至今还没有一篇文章能够全面、完整地对这些名词进行解析，让人们真正认识和了解“什么是3D打印”、“什么是快速制造”。 解析一：概念 快速成型（Rapid Prototyping，简称RP），诞生于20世纪80年代后期，是基于材料堆积法的一种新型技术，被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。目前国传媒界习惯把快速成型技术叫做“3D打印”或者“三维打印”，显得比较生动形象，但是实际上，“3D打印”或者“三维打印”只是快速成型的一个分支，只能代表部分快速成型工艺。 快速制造（Rapid Manufacturing，简称RM），有狭义和广义之分，狭义上是基于激光粉末烧结快速成型技术的全新制造理念，实际上属于RP快速成型技术的其中一个分支，它是指从电子数据直接自动地进行快速的、柔性并具有较低成本的制造方式。快速制造它与一般的快速成型技术相比，在于可以直接生产最终产品，能够适应从单件产品制造到批量的个性化产品制造；而广义上，RM快速制造可以包括“快速模具”技术和CNC数控加工技术在，因此可以与RP快速成型技术分庭抗礼，各擅胜场。 国际上喜欢用“Additive Manufacturing”（简称AM）来囊括RP和RM技术，国翻译为增量制造、增材制造或添加制造。2009年美国ASTM成立了F42委员会，将AM定义为：“Process of joining mat-erials to make objects from 3d model data, usua-lly layer upon layer, as opposed to subtractive manufacturing methodologies.”即：一种与传统的材料去
快速成型技术的现状和发展趋势
快速成型技术的现状和发展趋势 1 快速成型技术的基本成型原理 近十几年来，随着全球市场一体化的形成，制造业的竞争十分激烈。尤其是计算机技术的迅速普遍和CAD/CAM技术的广泛应用，使得快速成型技术 (Rapid Prototyping简称RP)得到了异乎寻常的高速发展，表现出很强的生命力和广阔的应用前景。 传统的加工技术是采用去材料的加工方式，在毛坯上把多余的材料去除，得到我们想要的产品。而快速成型技术基本原理是:借助计算机或三维扫描系统构建目标零件的三维数字化模型,之后将该信息传输到计算机控制的机电控制系统,计算机将模型按一定厚度进行“切片”处理,即将零件的3D数据信息离散成一系列2D轮廓信息,通过逐点逐面的增材制造方法将材料逐层堆积,获得实体零件,最后进行必要的少量加工和热处理,使零件性能、尺寸等满足设计要求。。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。 目前，快速成形的工艺方法已有几十种之多，大致可分为7大类，包括立体印刷、叠层实体制造、选择性激光烧结、熔融沉积成型、三维焊接、三维打印、数码累积成型等。其基本的原理如下图所示。 图1 快速成型原理示意图 2 快速成型技术在产品开发中的应用 不断提高RP技术的应用水平是推动RP技术发展的重要方面。目前，交通大学机械学院，快速成型国家工程研究中心，教育部快速成型工程研究中心快速成
型技术已在工业造型、机械制造、航空航天、军事、建筑、影视、家电、轻工、医学、考古、文化艺术、雕刻、首饰等领域都得到了广泛应用。并且随着这一技术本身的发展，其应用领域将不断拓展。RP技术的实际应用主要集中在以下几个方面： 2.1 用于新产品的设计与试制。 （1）CAID应用: 工业设计师在短时间得到精确的原型与业者作造形研讨。 （2）机构设计应用: 进行干涉验证，及提早发现设计错误以减少后面模具修改工作。 （3）CAE功效:快速模具技术以功能性材料制作功能性模具，以进行产品功能性测试与研讨。 （4）视觉效果：设计人員能在短时间之便能看到设计的雛型，可作为进一步研发的基石。 （5）设计确认:可在短时间即可完成原型的制作，使设计人员有充分的时间对于设计的产品做详细的检证。 （6）复制于最佳化设计：可一次制作多个元件，可使每个元件针对不同的设计要求同时进行测试的工作，以在最短时间完成设计的最佳化。 （7）直接生产: 直接生产小型工具，或作为翻模工具 2.2 快速制模及快速铸造 快速模具制造传统的模具生产时间长，成本高。将快速成型技术与传统的模具制造技术相结合，可以大大缩短模具制造的开发周期，提高生产率，是解决模具设计与制造薄弱环节的有效途径。快速成形技术在模具制造方面的应用可分为直接制模和间接制模两种，直接制模是指采用RP技术直接堆积制造出模具，间接制模是先制出快速成型零件，再由零件复制得到所需要的模具 2.3 机械制造 由于RP技术自身的特点，使得其在机械制造领域，获得广泛的应用，多用于制造单件、小批量金属零件的制造。有些特殊复杂制件，由于只需单件生产，或少于50件的小批量，一般均可用RP技术直接进行成型，成本低，周期短。2.4 医疗中的快速成形技术 在医学领域的应用近几年来，人们对RP技术在医学领域的应用研究较多。以医学影像数据为基础，利用RP技术制作人体器官模型，对外科手术有极大的应用价值。 2.5 三维复制 快速成形制造技术多用于艺术创作、文物复制、数字雕塑等。 2.6 航空航天技术领域 航空航天产品具有形状复杂、批量小、零件规格差异大、可靠性要求高等特点，产品的定型是一个复杂而精密的过程，往往需要多次的设计、测试和改进，耗资大、耗时长，而快速成型技术以其灵活多样的工艺方法和技术优势而在现代航空航天产品的研制与开发中具有独特的应用前景。
2019知到智慧树纺织与现代生活单元测试答案
下面哪一个是我们大多数人每一天都会用到的纺织产品？ ?下面那些产品直观上看不出是纺织产品？ ?下面那些是卫生防护类纺织品？ ?在运动装备领域应用的纺织产品有________。 可在妙状元．ｃｏｍ查看完整版 素纱蝉衣的重量大约是（???）？ 黄道婆是（??）的专家。 （????）的出现，标志着纺纱技术进入工业时代。 环锭纺纱机是（??）发明的。 带机器人的全自动化转杯纺纱机具有（）特点。 ?棉纤维的横截面是圆形的。 ?纺织纤维有那些基本性能？ 可在妙状元．ｃｏｍ查看完整版 ?下面那些纤维是天然纤维（）？ 下面那个纤维是合成纤维（）？? ?新型纺织纤维可分为（）。 ?采用下面那些途径可能鉴别纺织纤维（）。 ?涤棉纱是（）。 ?短纤维的纺纱系统有（）。 根据原材料的来源，纺织纤维可以分成天然纤维和化学纤维两大类。 织物风格在技术层面上的表现有视觉风格和触觉风格。 棉型织物具有“弹、挺、丰、爽、匀”的风格特征。
无彩色系没有色相和纯度的变化，只有明度的变化。 可见光谱中的全部颜色都属于有彩色。 下列（ ???）符合室内纺织品色彩的整体设计要求。 复色是三原色中任意两种原色相混所得到的颜色。 色光三原色由朱红、翠绿、蓝紫色光组成。 邻近色对比是相环上间隔（ ?）度的色相关系。 轻色调是由低明度、暖色系、浊色构成的。 流行色的特征有哪些？ 以下无缝压胶类服装生产流程正确的是（?? ??） 下列（ ? ??）属于非防护型功能服装。 无缝服装是指（?） 无缝服装包括（??） 无缝袜品可以通过（??）生产 下列（???）不属于医疗卫生用纺织品的常用织物。 气囊袋材料只有纤维织物能胜任。 医疗卫生纺织品是对（??）纺织品的总称。 以下哪一种是高端技术纺织品在能源方面的应用（??）。航空航天用先进纺织复合材料具有（??）。 在加法拼色－光色叠加中，其三原色为红、黄、蓝。 下列关于蓝印花布正确的制作流程是（ ?） 模拟天然纤维及其制品的纺织品称为仿生纺织品。 筛网印花包括（ ?）
(整理)快速成型技术的应用与发展前景
快速成型技术的应用与发展前景 一．什么是快速成型技术 快速成形技术又称快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing，简称RPM)技术，诞生于20世纪80年代后期，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。即，快速成形技术就是利用三维CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。 二．快速成型技术的产生背景 (1)随着全球市场一体化的形成，制造业的竞争十分激烈，产品的开发速度日益成为主要矛盾。在这种情况下，自主快速产品开发(快速设计和快速工模具)的能力(周期和成本)成为制造业全球竞争的实力基础。 (2)制造业为满足日益变化的用户需求，要求制造技术有较强的灵活性，能够以小批量甚至单件生产而不增加产品的成本。因此，产品的开发速度和制造技术的柔性就十分关键。 (3)从技术发展角度看，计算机科学、CAD技术、材料科学、激光技术的发展和普及为新的制造技术的产生奠定了技术物质基础。 三．快速成形技术的特点 快速成型技术具有以下几个重要特征： l ）可以制造任意复杂的三维几何实体。由于采用离散／堆积成型的原理．它将一个十分复杂的三维制造过程简化为二维过程的叠加，可实现对任意复杂形状零件的加工。越是复杂的零件越能显示出 RP 技术的优越性此外， RP 技术特别适合于复杂型腔、复杂型面等传统方法难以制造甚至无法制造的零件。 2 ）快速性。通过对一个 CAD 模型的修改或重组就可获得一个新零件的设计和加工信息。从几个小时到几十个小时就可制造出零件，具有快速制造的突出特点。 3 ）高度柔性。无需任何专用夹具或工具即可完成复杂的制造过程，快速制造工模具、原型或零件。 ４）技术高度集成性。RP技术是计算机、数控、激光、材料和机械等技术的综合集成。CAD技术通过计算机进行精确的离散运算和繁杂的数据转换，实现零件的曲面或实体造型，数控技术为高速精确的二维扫描提供必要的基础，这又是以精确高效堆积材料为前提的，激光器件和功率控制技术使材料的固化、烧结、切割成为现实。快速扫描的高分辨率喷头为材料精密堆积提供了技术保证术产生背景。 ５）快速响应性。快速原型零件制造从CAD设计到原型 (或零件 )的加工完毕，只需几个小时至几十个小时，复杂、较大的零部件也可能达到几百小时，但从总体上看，速度比传统成形方法要快得多。尤其适合于新产品的开发，RP技术已成为支持并行工程和快速反求设计及快速模具制造系统的重要技术之一
快速成型技术的原理
快速成型技术的原理、工艺过程及技术特点： 1 快速成型介绍 RP技术简介 快速原型制造技术，又叫快速成形技术，（简称RP技术）； 英文：RAPID PROTOTYPING（简称RP技术），或 RAPID PROTOTYPING MANUFACTUREING，简称RPM。 快速成型（RP）技术是九十年代发展起来的一项先进制造技术，是为制造业企业新产品开发服务的一项关键共性技术, 对促进企业产品创新、缩短新产品开发周期、提高产品竞争力有积极的推动作用。自该技术问世以来，已经在发达国家的制造业中得到了广泛应用，并由此产生一个新兴的技术领域。 RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和系统特点也各有不同。但是，其基本原理都是一样的，那就是"分层制造，逐层叠加"，类似于数学上的积分过程。形象地讲，快速成形系统就像是一台"立体打印机"。 RP技术的优越性显而易见：它可以在无需准备任何模具、刀具和工装卡具的情况下，直接接受产品设计（CAD）数据，快速制造出新产品的样件、模具或模型。因此，RP技术的推广应用可以大大缩短新产品开发周期、降低开发成本、提高开发质量。由传统的"去除法"到今天的"增长法"，由有模制造到无模制造，这就是RP技术对制造
业产生的革命性意义。 2、它具体是如何成形出来的呢？ 形象地比喻：快速成形系统相当于一台"立体打印机"。 快速成型属于离散／堆积成型。它从成型原理上提出一个全新的思维模式维模型，即将计算机上制作的零件三维模型，进行网格化处理并存储，对其进行分层处理，得到各层截面的二维轮廓信息，按照这些轮廓信息自动生成加工路径，由成型头在控制系统的控制下，选择性地固化或切割一层层的成型材料，形成各个截面轮廓薄片，并逐步顺序叠加成三维坯件．然后进行坯件的后处理，形成零件。 快速成型的工艺过程具体如下： l ）产品三维模型的构建。由于 RP 系统是由三维 CAD 模型直接驱动，因此首先要构建所加工工件的三维CAD 模型。该三维CAD模型可以利用计算机辅助设计软件（如Pro/E , I-DEAS , Solid Works , UG 等）直接构建，也可以将已有产品的二维图样进行转换而形成三维模型，或对产品实体进行激光扫描、 CT 断层扫描，得到点云数据，然后利用反求工程的方法来构造三维模型。 2 ）三维模型的近似处理。由于产品往往有一些不规则的自由曲面，加工前要对模型进行近似处理，以方便后续的数据处理工作。由于STL格式文件格式简单、实用，目前已经成为快速成型领域的准标准
快速成型技术的发展和应用
快速成型技术的发展和应用 摘要：科技飞速发展的今天，人类对制造业也提出了更高的要求，行业竞争也日趋激烈。 快速成型技术也应运而生，并且展现了它强大的生命力和广阔的应用前景。目前，快速成型技术已在工业造型、机械制造、航空航天、军事、建筑、影视、家电、轻工、医学、考古、文化艺术、雕刻、首饰等领域都得到了广泛应用。并且随着这一技术本身的发展，其应用领域将不断拓展。 The rapid development of science and technology today, the human is put forward higher requirements on manufacturing, industry competition is increasingly fierce. Rapid prototyping technology also arises at the historic moment, and shows its strong vitality and broad application prospects. At present, the modelling of rapid prototyping technology has been in the industry, machinery manufacturing, aerospace, military, architecture, film and television, home appliances, light industry, medicine, archaeology, cultural art, sculpture, jewelry, and other fields has been widely used. And with the development of the technology itself, and will continue to expand its application field. 关键词：快速成型，堆积法，高集成性、高柔性、高速性，自动、直接、快速、精确。 前言： 21世纪是以知识经济和信息社会为特征的时代，随着科学技术的发展和社会需求的多样化，全球统一市场和经济全球化的逐步形成，产品的竞争更加激烈。在工业化的国家中，60%—80%的财富是由制造业提供的。制造业是衡量一个国家实力水平的重要标志之一，也是创造社会财富和国民经济赖以生存发展的重要支柱产业。 现代制造已不仅仅是机械制造，而且具有大制造，全过程，多科学的新特点。大制造应包括机电产品的制造，工业流程制造，材料科学制造等等，所以它是一个广义的制造概念。 我国在先进制造技术方面和国外有比较大的差距，特别是我国制造业的自动化，信息化水平不高。大力发展和应用先进制造技术，勇气改造传统产业和形成高技术，提升我国制造业得产业结构，产品结构和组织结构，增强其技术创新能力，产品开发，和市场竞争能力。是制造业，特别是机械制造业走出困局的关键性措施。这样才能保证我们世界工厂地位的确立，实现由制造业大国向制造业强国的转变。 快速成型技术的诞生 快速成型技术作为一个专用名词在20世纪80年代末期，美国为了加强其制造业的竞争力与促进国民经济的增长，根据其制造业面临的挑战与机遇，并对其制造业存在的问题进行深刻反省提出来的。快速成型技术是集成制造技术，电子技术，信息技术，自动化技术，能源晕技术，材料科学以及现在管理技术等众多技术的交叉，融合和渗透而发展起来的，涉及到制造业中的产品设计，加工装配，检验测试，经营管理等产品生命周期全过程，已实现优质，高效，低耗，清洁，灵活生产，提高对动态多变，细分的市场的适应能力和竞争能力的一项综合技术。 快速成型技术是顺应这一潮流而出现的先进制造技术，它能自动，直接，快速，精确的将设计思想物转化具有一定功能的原型或直接制造零件，快速成型技术是先进制造技术的重要组成部分，也是制造技术在制造理论的一次革命性飞跃，快速成型技术目前在美国，欧洲，日本等地已被广泛应用，受到制造业界及各类用户的普遍重视。 世界上第一台快速成形机于自1988年诞生于美国。快速成型制造技术是国外20世纪80年
快速成型技术的介绍
快速成型技术的介绍 ————3D打印技术的介绍及设计 摘要：快速成型制造技术是九十年代发展起来的一项先进制造技术，自该技术问世以来，已经在发达国家的制造业中得到了广泛应用，并由此产生一个新兴的技术领域。3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术；3D打印现在运用在生产生活的各个领域。 关键词：快速成型；3D打印 1 快速成型制造技术 1.1 简介 快速原型制造技术，又叫快速成形技术，（简称RP技术）。 RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和系统特点也各有不同。但是，其基本原理都是一样的，那就是"分层制造，逐层叠加"，类似于数学上的积分过程。形象地讲，快速成形系统就像是一台"立体打印机"。 1.2 产生背景 随着全球市场一体化的形成，制造业的竞争十分激烈，产品的开发速度日益成为主要矛盾。在这种情况下，西安交通大学机械学院，快速成型国家工程研究中心，教育部快速成型工程研究中心自主快速产品开发(快速设计和快速工模具)的能力(周期和成本)成为制造业全球竞争的实力基础。 制造业为满足日益变化的用户需求，要求制造技术有较强的灵活性，能够以小批量甚至单件生产而不增加产品的成本。因此，产品的开发速度和制造技术的柔性就十分关键。 从技术发展角度看，计算机科学、CAD技术、材料科学、激光技术的发展和普及为新的制造技术的产生奠定了技术物质基础。 1.3 技术特点 (1) 制造原型所用的材料不限，各种金属和非金属材料均可使用； (2) 原型的复制性、互换性高； (3) 制造工艺与制造原型的几何形状无关，在加工复杂曲面时更显优越； (4) 加工周期短，成本低，成本与产品复杂程度无关，一般制造费用降低50%，加工周期节约70%以上； (5) 高度技术集成，可实现了设计制造一体化。 1.4 基本原理 快速成形技术是在计算机控制下，基于离散、堆积的原理采用不同方法堆积材料，最终完成零件的成形与制造的技术。
快速成型技术及其发展综述
计算机集成制造技术与系统——读书报告 题目名称： 专业班级： 学号： 学生姓名： 指导老师
快速成型技术及其发展 摘要：快速成型技术兴起于20世纪80年代，是现代工业发展不可或缺的一个重要环节。本文介绍了快速成型技术的产生、技术原理、工艺特点、设备特点等方面，同时简述快速成型技术在国内的发展历程。 关键词：快速成型烧结固化叠加发展服务 1 快速成形技术的产生 快速原型（Rapid Prototyping，RP）技术，又称快速成形技术，是当今世界上飞速发展的制造技术之一。快速成形技术最早产生于二十世纪70年代末到80年代初，美国3M公司的阿伦赫伯特于1978年、日本的小玉秀男于1980年、美国UVP公司的查尔斯胡尔1982年和日本的丸谷洋二1983年，在不同的地点各自独立地提出了RP的概念，即用分层制造产生三维实体的思想。查尔斯胡尔在UVP的继续支持下，完成了一个能自动建造零件的称之为Stereolithography Apparatus (SLA)的完整系统SLA-1，1986年该系统获得专利，这是RP发展的一个里程碑。同年，查尔斯胡尔和UVP的股东们一起建立了3D System公司。与此同时，其它的成形原理及相应的成形系统也相继开发成功。1984年米歇尔法伊杰提出了薄材叠层（Laminated Object Manufacturing，以下简称LOM）的方法，并于1985年组建Helisys 公司，1992年推出第一台商业成形系统LOM-1015。1986年，美国Texas大学的研究生戴考德提出了选择性激光烧结(Selective Laser Sintering，简称SLS)的思想，稍后组建了DTM 公司，于1992年开发了基于SLS的商业成形系统Sinterstation。斯科特科瑞普在1988年提出了熔融成形(Fused Deposition Modeling，简称FDM)的思想，1992年开发了第一台商业机型3D-Modeler。 自从80年代中期SLA光成形技术发展以来到90年代后期，出现了几十种不同的RP技术，但是SLA、SLS和FDM几种技术，目前仍然是RP技术的主流，最近几年LJP（立体喷墨打印）技术发展迅速，以色列、美国、日本等国的RP设备公司都力推此类技术设备。 2基本原理 快速成形技术是在计算机控制下，基于离散、堆积的原理采用不同方法堆积材料，最终完成零件的成形与制造的技术。 1、从成形角度看，零件可视为“点”或“面”的叠加。从CAD电子模型中离散得到“点”或“面”的几何信息，再与成形工艺参数信息结合，控制材料有规律、精确地由点到面，由面到体地堆积零件。 2、从制造角度看，它根据CAD造型生成零件三维几何信息，控制多维系统，通过激光束或其他方法将材料逐层堆积而形成原型或零件。 3快速成型技术特点 RP技术与传统制造方法（即机械加工）有着本质的区别，它采用逐渐增加材料的方法（如凝固、焊接、胶结、烧结、聚合等）来形成所需的部件外型，由于RP技术在制造产品的过程中不会产生废弃物造成环境的污染，（传统机械加工的冷却液等是污染环境的），因此在当代讲究生态环境的今天，这也是一项绿色制造技术。 RP技术集成了CAD、CAM、激光技术、数控技术、化工、材料工程等多项技术，解决了传统加工制造中的许多难题。 RP技术的基本工作原理是离散与堆积，在使用该技术时，首先设计者借助三维CAD或者