选区激光熔化成形过程中的加工参数对其制件的性能有重要的影响, 因此, 研究了选区激光熔化加工过程中不同扫描速度和不同激光功率对成形的Ti6Al4V合金制件的性能的影响, 主要包括制件的断裂行为, 并从其微观组织结构着手, 研究了Ti6Al4V合金制件的断裂机制。试验结果表明: 在不同的加工参数下, 制备的Ti6Al4V合金制件的断口形貌有显著差异; 通过选择不同的扫描速度和激光功率, 可有效调控Ti6Al4V合金制件断口处金属晶粒的大小、内部孔洞缺陷等。通过对选区激光熔化成形Ti6Al4V合金制件的断口形貌分析, 得到最优化的加工参数为: 激光功率240 W、扫描速度1 200 mm/s、铺粉层厚0.03 mm及扫描间距0.14 mm。此时, Ti6Al4V合金制件的抗拉强度达到1 177 MPa。

在图像大数据应用背景下,伴随着硬件技术的高速发展,基于深度学习的图像视频编码技术逐渐成熟。基于端到端学习的压缩框架因能更高效地对原始图像数据进行紧致表达,在学术界和工业界都得到了广泛的关注。系统地总结了基于端到端学习的图像压缩框架中的核心模块如变换、量化、熵编码和损失函数的研究现状,对其研究进展和关键技术进行了概括性的介绍,并对前沿研究成果进行了性能比较。

通过实验研究了超快激光诱导亚波长周期结构表面形貌的变化和调控, 利用1 064 nm皮秒激光和800 nm飞秒激光辐照金属钛, 通过改变脉冲个数和激光辐照方式, 研究孵化效应在亚波长表面周期结构产生过程中的影响。研究发现: 1)亚波长周期结构区域、烧蚀区域和亚波长表面结构周期均随着皮秒激光脉冲个数的增加而增大, 但是增加相同的脉冲个数, 因孵化效应的作用使其增幅不同; 2)改变激光辐照方式可有效增大亚波长表面周期结构面积的同时可制备更精细的亚波长周期结构: 亚波长周期结构区域和烧蚀区域直径在辐照方式为N=500+1000和N=1000+500情况下均有增大, 同时前序脉冲个数较少后序脉冲个数较多的情况下(如N=500+1000), 增幅更大; N=500+1000和N=1000+500辐照情况下其亚波长表面周期小于N=1500的情况。由此可知, 综合考虑脉冲个数、激光辐照方式和孵化效应的影响, 通过分序两步法可有效调控亚波长表面周期结构的形貌, 提高亚波长表面周期结构的制备效率和质量, 可高效制备高质量大面积一致性亚波长表面结构。

针对目前制作特发性脊柱侧凸支架存在加工周期长, 在患者身上涂泥取模, 加工流程冗长等问题, 一些措施应该被采取来解决这些问题。将选择性烧结3D打印技术运用到特发性脊柱侧凸支架的整体制造中, 经过试验测试, 选择性烧结技术可以极大地缩短支架加工时间, 减少加工步骤, 并且对支架形态进行测试方面有着一定的优势, 提高特发性脊柱侧凸支架制造的效率。主要借助手持式扫描仪对患者进行身体扫描, 并根据扫描结果建立分块式脊柱侧凸矫正支架。结合Geomagic和Rhino软件, 通过ANSYS Workbench进行仿真及拓扑优化设计, 基于模型的拓扑优化结果, 对remove部分进行蜂窝形孔洞填充, 减轻重量。并对模型进行工程受力验证, 对比优化前后支架承受载荷能力。测试结果表明, 创新地提出的分块式脊柱侧凸支架在设定一定约束的条件下和保证支架矫正功能的情况下, 拓扑优化结构可以达到轻量化的功能, 减重达到8.36%, 拓扑优化后前胸板承受载荷能力为原始结构的97.61%, 后背板为96.62%。

针对人脸认证系统的欺骗攻击,传统欺骗攻击方式主要包括照片和视频攻击。随着三维(3D)打印技术的快速发展,使用3D面具进行欺骗攻击逐渐成为新威胁。在剪切波变换基础上,结合人脸3D几何特征和局部区域纹理变化,针对3D面具欺骗攻击提出一种利用多层自编码网络进行特征融合分类来识别攻击面具的方法。通过非下采样剪切波变换从目标人脸3D图像中提取低频子带和高频子带。在低频子带上利用尺度空间函数对特征点进行检测、定位及方向分配,生成特征描述子。将所生成的特征描述子与高频子带上提取的纹理特征输入栈式自编码器和softmax分类器进行瓶颈特征融合分类。在基于柔性TPU材质3D打印面具BFFD数据库上的实验结果表明,相比于以往单独使用纹理特征的方法,加入3D几何特征的多特征融合方法对反3D面具攻击的准确率有显著提升。

进入二十一世纪, 激光检测技术蓬勃发展, 在工业生产、材料科学与工程、环境保护领域有着重要的应用。介绍了激光粉尘检测系统在数据传输、环境监测等方面的研究, 对基于光散射法的粉尘检测、激光差分探测式的粉尘检测、激光消光法的粉尘检测, 以及基于主动激光雷达的遥感探测, 对激光粉尘检测的研究现状, 及未来的发展进行展望。

综述了近年来3D打印在骨科中的应用和研究的几个层次：3D打印出用于术前模拟手术的模型, 可以形象直观地制定手术方案, 省去手术中多余的步骤, 减少手术时间和风险, 减轻医生的劳动强度；3D打印出基于计算机辅助设计、实现精准化手术的医疗导板和量身定做的植入物, 利用医疗导板可保证手术位置、方向及角度的准确性, 并提高手术的安全性和可预见性；个性化3D打印植入物能更好地满足患者的需要, 但在进入临床前仍面临政策上的挑战。与国外技术相比较, 我国在骨科3D打印方面还存在一定差距, 通过分析指明了我国需要着重发展的技术和对策。最后, 对3D打印在骨科上的应用进行了展望。

选区激光熔化成形过程中, 熔道与单层的成形特点在很大程度上决定了成形零件的性能。实验探究了熔道的成形特点随激光功率与扫描速度的变化规律, 分析了适合成形的熔道类型。在单层实验中, 从扫描线长度出发, 探究了在搭接过程中熔道间热影响与成形面质量联系。总结了成形熔道高度的分布规律。通过三维轮廓仪观察实验结果并与工艺相对成熟的成形结果进行对比获得了设备的工艺参数。介绍了一种填充策略, 实验验证可以有效提高成形面质量。

为了进一步研究寻找3D打印技术在医疗方面的研究领域, 例如口腔正畸方面多为传统钢丝结合金属或陶瓷托槽的方式进行牙齿矫正, 不仅给患者带来语言交流障碍及各种不适感, 而且在美观度等问题上均存在劣势。3D打印技术具有成型精度高, 制件周期短, 可应对各种复杂结构的特点以及其的快速发展, 在口腔正畸学中得以快速应用。目前可应用口腔正畸中的3D打印技术可分为光固化快速成型技术与选区激光熔化技术, 并对口腔正畸过程中包括正畸模型的制作, 个性化舌侧托槽的制作与转移托盘的制作方面对国内外的研究现状做一综述与分析, 分析了不足, 指出了未来在口腔正畸过程中可应用3D打印技术的研究方向。