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公开(公告)号：CN105589994B
公开(公告)日：2018-12-07
申请号：CN201510962118.7
申请日：2015-12-20
Applicant: 北京工业大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明提供了多孔材料单元网格结构的拓扑优化设计方法，通过这种网格结构材料能在降低弹性模量的基础上保证网格的力学性能。先应用ansys软件里的拓扑优化模块topological opt，设置好材料属性、弹性模量及体积分数，然后根据模块分析得出的密度云图，在三维画图软件SolidWorks上进行模型重建。对已经建好的拓扑优化模型以经过受力方向的表面B为基准面，进行一次镜像处理得到表面A，然后再依次以表面A和表面B为基准面进行镜像处理后，单元网格结构呈现最后单元图形，将其导入至magics软件的网格模型作为单元网格用于制造多种外形和尺寸不一的各种多孔网格产品。本发明提供的网格结构在工业轻量化设计及医疗个性化植入体等领域都有很大的发展应用前景。
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公开(公告)号：CN105997306B
公开(公告)日：2017-12-01
申请号：CN201610264973.5
申请日：2016-04-25
Applicant: 北京工业大学
IPC: A61F2/28
Abstract: 一种植入体多孔网格结构的设计方法，利用布尔操作区域性填充多孔网格阵列的植入体的方法。其特征在于，通过医学影像技术(CT扫描)获得缺损人体骨骼三维实体模型，并根据人体骨骼弹性模量分布，即密质骨的弹性模量为12～23.3GPa，松质骨的弹性模量为6～10GPa，对截取的人工骨模型进行区域性网格填充，填充材料为钛或者医用钛合金。这种方法能够有效地降低植入体等效弹性模量，从而保证了植入体在人体中具有优良的力学性能。
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公开(公告)号：CN105499575A
公开(公告)日：2016-04-20
申请号：CN201510959332.7
申请日：2015-12-20
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 一种多孔网格结构材料的设计及制造方法，解决了传统制造多孔材料上具有的盲目性和不确定性，将对多孔材料有效的设计理念应用于实际制造。本发明基于拓扑优化模拟后得到的数据图像，对其在SolidWorks上进行三维重建后，导入至magics软件中作为单元网格结构，以任意的大小比例填充至各种需要采用网格结构的具体零件的三维模型当中，然后再对此零件进行制造。首先将零件的三维模型导入工作台计算机，根据三维图形结构设置打印角度与位置；粉层烧结成该层相应的二维形状；在已经烧结一层图形的工作台上重复铺设相同厚度的粉末，激光继续按照该层扫描路径扫描，直至整个三维图形完成。本发明具有降低零件自身弹性模量，且拥有良好的力学性能的优点。
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公开(公告)号：CN105305226A
公开(公告)日：2016-02-03
申请号：CN201510885997.8
申请日：2015-12-06
Applicant: 北京工业大学
IPC: H01S5/024
Abstract: 一种回水层设有交错排列倾斜柱状扰流脊的微通道热沉，属于半导体激光器及阵列器件，大规模集成电路的散热结构领域。此热沉包括由上至下依次设置的上盖板、回水层、中间隔板、进水层和下盖板。进水层中设置有进水微通道，中间隔板设置有返水孔，进水层的微通道脊端面呈与进水口圆弧曲面平行且与其有一定间距的弧面方向分布，脊的长度由热沉中间对称轴线向两边逐渐增加。回水层上设置有交错排列的倾斜柱状扰流脊作为扰流单元，进水通道与出水通道通过返水孔连接构成内部循环。进水层微通道脊的端面分布设计成与进水口圆弧曲面同圆心的弧面分布结构；回水层的回水通道中设有交错排列的倾斜柱状扰流脊,达到各微通道散热均匀，并降低的热阻和压降。
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公开(公告)号：CN105499575B
公开(公告)日：2017-07-07
申请号：CN201510959332.7
申请日：2015-12-20
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 一种多孔网格结构材料的设计及制造方法，解决了传统制造多孔材料上具有的盲目性和不确定性，将对多孔材料有效的设计理念应用于实际制造。本发明基于拓扑优化模拟后得到的数据图像，对其在SolidWorks上进行三维重建后，导入至magics软件中作为单元网格结构，以任意的大小比例填充至各种需要采用网格结构的具体零件的三维模型当中，然后再对此零件进行制造。首先将零件的三维模型导入工作台计算机，根据三维图形结构设置打印角度与位置；粉层烧结成该层相应的二维形状；在已经烧结一层图形的工作台上重复铺设相同厚度的粉末，激光继续按照该层扫描路径扫描，直至整个三维图形完成。本发明具有降低零件自身弹性模量，且拥有良好的力学性能的优点。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN105589994A
公开(公告)日：2016-05-18
申请号：CN201510962118.7
申请日：2015-12-20
Applicant: 北京工业大学
IPC: G06F17/50
CPC classification number: G06F17/5004
Abstract: 本发明提供了多孔材料单元网格结构的拓扑优化设计方法，通过这种网格结构材料能在降低弹性模量的基础上保证网格的力学性能。先应用ansys软件里的拓扑优化模块topological opt，设置好材料属性、弹性模量及体积分数，然后根据模块分析得出的密度云图，在三维画图软件SolidWorks上进行模型重建。对已经建好的拓扑优化模型以经过受力方向的表面B为基准面，进行一次镜像处理得到表面A，然后再依次以表面A和表面B为基准面进行镜像处理后，单元网格结构呈现最后单元图形，将其导入至magics软件的网格模型作为单元网格用于制造多种外形和尺寸不一的各种多孔网格产品。本发明提供的网格结构在工业轻量化设计及医疗个性化植入体等领域都有很大的发展应用前景。
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公开(公告)号：CN104289712A
公开(公告)日：2015-01-21
申请号：CN201410472858.8
申请日：2014-09-16
Applicant: 北京工业大学
IPC: B22F3/11
Abstract: 一种SLM制造微通道热沉的摆放方法和支撑添加方法，属于激光先进制造领域。摆放方法为竖立方式，返水孔端在下，定位孔端在上，Z方向即是热沉增材制造层层叠加成形方向，垂直于基板向上。避免刮粉的刮刀与热沉成形过程中局部尖角结构有碰撞导致成形扭曲甚至失败现象，将热沉厚度边迎向刮刀减小接触面，热沉与刮刀运动方向呈一定角度。内部通道内不添加支撑，外部的支撑有3处，是进水主道孔和出水主道孔处斜支撑和底部支撑，斜支撑成形尖角伸出方向与刮刀刮粉运动方向一致，避免支撑尖角与刮刀碰撞导致的支撑成形失败。本发明保证热沉的外部结构和内部通道的成形质量，避免内部难去除支撑，并简化外部支撑增加其易去除性，节约材料，提高效率。
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公开(公告)号：CN105997306A
公开(公告)日：2016-10-12
申请号：CN201610264973.5
申请日：2016-04-25
Applicant: 北京工业大学
IPC: A61F2/28
CPC classification number: A61F2/28
Abstract: 一种植入体多孔网格结构的设计方法，利用布尔操作区域性填充多孔网格阵列的植入体的方法。其特征在于，通过医学影像技术(CT扫描)获得缺损人体骨骼三维实体模型，并根据人体骨骼弹性模量分布，即密质骨的弹性模量为12～23.3GPa，松质骨的弹性模量为6～10GPa，对截取的人工骨模型进行区域性网格填充，填充材料为钛或者医用钛合金。这种方法能够有效地降低植入体等效弹性模量，从而保证了植入体在人体中具有优良的力学性能。
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公开(公告)号：CN104289712B
公开(公告)日：2016-08-24
申请号：CN201410472858.8
申请日：2014-09-16
Applicant: 北京工业大学
IPC: B22F3/11
Abstract: 一种SLM制造微通道热沉的摆放方法和支撑添加方法，属于激光先进制造领域。摆放方法为竖立方式，返水孔端在下，定位孔端在上，Z方向即是热沉增材制造层层叠加成形方向，垂直于基板向上。避免刮粉的刮刀与热沉成形过程中局部尖角结构有碰撞导致成形扭曲甚至失败现象，将热沉厚度边迎向刮刀减小接触面，热沉与刮刀运动方向呈一定角度。内部通道内不添加支撑，外部的支撑有3处，是进水主道孔和出水主道孔处斜支撑和底部支撑，斜支撑成形尖角伸出方向与刮刀刮粉运动方向一致，避免支撑尖角与刮刀碰撞导致的支撑成形失败。本发明保证热沉的外部结构和内部通道的成形质量，避免内部难去除支撑，并简化外部支撑增加其易去除性，节约材料，提高效率。
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公开(公告)号：CN103920877B
公开(公告)日：2016-01-13
申请号：CN201410149416.X
申请日：2014-04-12
Applicant: 北京工业大学
IPC: B22F3/105
CPC classification number: Y02P10/295
Abstract: 一种SLM制造金属零件易去除支撑结构设计方法应用于激光选区熔化SLM技术制造金属零件过程中的悬空平面、曲面等结构的支撑设计，以保证该面能够成形、该面以上的结构稳定性及成形质量达到技术要求。该方法设计了网格状薄壁结构支撑，并且在支撑和实体连接部分设计了锯齿状结构，网格状薄壁结构目的是：1、减小支撑的重量甚至用粉量；2、满足支撑悬面成型的强度并且很容易用机械方法去除；3、加快了支撑的加工时间，提高效率。锯齿状目的是：减小支撑和实体的连接部分强度，去除后不因为支撑过多而影响成型面的表面质量。支撑结构易实现和生成，并且在后处理的过程中容易去除并将支撑面的表面粗糙度降到最小，适合大量生产。
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