分段注射/雕刻快速原型制造工艺的设备及其控制研究

在分析分段注射/雕刻快速原型制造(DIS)特殊工艺过程的基础上,提出DIS工艺设备及其控制的总体方案.其中,控制系统采用基于PC机/可编程多轴控制器(PMAC)卡的主从式控制,通过DIS工艺软件完成与PMAC卡控制通信.     

基于EDTA-Cu的柔性阴极制备试验与机理研究

为制备低成本和环保的柔性阴极,研究柔性电极的制备机理,本文以EDTA-Cu为活性材料,利用激光诱导化学镀铜工艺,制备了电解加工柔性阴极并进行了系统表征,对相关机理进行了探讨.试验结果表明,基于EDTA-Cu和改性聚氨酯的柔性阴极具有较好的激光诱导化学镀铜选择性,活性材料的成分和颗粒形貌、激光功率、扫描速度、激光波长、激光光斑尺寸和脉冲频率等是影响镀铜精度的主要因素,通过调整相关因素可以有效控制镀铜精度.此外,X射线能谱和俄歇电子能谱的测试结果表明,基于EDTA-Cu的柔性阴极经激光扫描后,扫描区域出现Cu0和Cu+1,从而揭示出以EDTA-Cu为活性成分的柔性阴极的化学镀铜机理.经过验证,EDTA-Cu制备的柔性电极可以满足电解加工的要求,能够加工出边缘齐整的线条.     

不同梯度变化方式的不规则多孔结构设计与力学性能分析

基于Voronoi图设计了4种不同梯度变化方式的不规则多孔结构,通过光固化成形工艺制备了这4种梯度多孔结构。对这4种梯度多孔结构分别进行了纵向（载荷方向平行于梯度方向）和横向（载荷方向垂直于梯度方向）压缩实验,研究其变形特点和力学性能。结果表明,梯度多孔结构在横向压缩时的变形特点与均匀多孔结构相似,纵向压缩时则表现出逐层坍塌的变形特点。在孔隙率相近的情况下,不同的梯度变化方式能够影响纵向压缩时的力学性能,对横向压缩的力学性能基本没有影响。降低梯度多孔结构的平均孔隙率可以提高结构力学性能。最后通过等应力复合模型和Voigt模型预测了梯度多孔结构纵向和横向压缩的弹性模量,预测结果与实验结果的相对误差基本都在10%以内。     

鞋楦数字化设计制造系统的研究与开发

鞋楦作为鞋的基准,其制作过程是制鞋的关键工序之一.应用数字化技术提高鞋楦的设计制造水平具有重要意义.该系统首先采用立体视觉技术研制开发了鞋楦(脚型)的三维CAD实体模型反求装置,然后通过建立实体模型数据库,实现对鞋楦或脚型实体模型的数字化管理.在此基础上,应用CAD技术,对楦型做局部修改,实现鞋楦的再设计过程.最后开发了由鞋楦CAD实体模型直接生成刀具轨迹,并自动生成鞋楦加工数控代码的软件,从而实现鞋楦数字化设计制造一体化集成.     

三维鞋样交互设计方法研究

提出了一种在三角网格鞋楦模型上生成三维帮样曲线的离散表示及其交互编辑修改方法。基于改进的能量模型对鞋楦曲面的选择区域进行展平,利用展平过程建立的三维帮面与展平后二维帮面间的拓扑对应关系,实现鞋样曲线在三维空间与二维展平空间的实时关联;所生成的二维帮样曲线以3次非均匀B-spline表示,并以DXF格式输出,便于其他程序调用。算例结果显示,本文方法具有交互性好、实时直观的优点,能够满足基于楦型的帮样交互设计要求。     

客车侧翻中的车身骨架刚度匹配研究

提出刚度匹配方法进行客车侧翻安全性结构设计(Rollover-Stiffness Matching Design,R-SMD),使得客车能够满足客车上结构强度法规要求。在研究中总结了客车耐侧翻碰撞的相关理论,并提出了客车侧翻安全设计中的刚度匹配具体改进建议。为了验证其正确性,建立了客车中段骨架刚度匹配优化有限元模型并进行了试验,结果表明经过合理刚度匹配后侧立柱的碰撞变形量和变形模式都有了较为显著的改善,满足了ECE R66侧翻安全法规要求,可以在生产实际中为大客车的侧翻安全性设计提供有益借鉴。     

一种基于双目立体视觉的激光线扫描技术

针对线结构激光扫描系统标定成本高,而双目立体视觉测量中立体匹配难的问题,提出了在双目立体视觉的原理上,结合线结构激光扫描的方法实现对被测物体的三维测量。该方法采用张正友相机标定方法对系统进行立体标定;采用BOUGUET’S法对左右相机图像进行立体校正;运用重心法进行激光中心线的精确提取。在图像校正的基础上,可快速实现激光中心线位置的立体匹配;再结合线扫描原理可完成对物体的扫描工作。最后,使用该系统对具有复杂自由曲面的鞋楦进行测量,结果表明:该方法能快速准确地测量出符合要求的三维数据。     

墨水直写打印树脂固化行为与力学性能对比

为提升墨水直写打印不饱和聚酯树脂的成形效率与质量,研究加热、红外与紫外三种后固化方式作用下材料的固化行为与力学性能。利用介电固化监测仪测定材料在固化过程中的离子黏度,并计算转化率,利用万能试验机测试墨水直写打印材料固化后的拉伸和弯曲性能。结果表明,与热固化、红外固化相比,紫外固化表现出特征完全不同的离子黏度曲线。热固化达到完全固化(转化率≥90%)所需时间为87.1 min,红外固化为33.7 min,紫外固化为4.1 min,紫外固化具有最高的成形效率。紫外固化试件拉伸强度达48.06 MPa,拉伸弹性模量达678.16 MPa,弯曲强度达38.52 MPa,弯曲弹性模量达484.31 MPa,以上各项指标均优于红外与加热后固化处理的试件。因此,在墨水直写打印不饱和聚酯树脂的三种后固化方式中,采用紫外光固化不仅效率更高、而且质量好,是最佳选择。     

热处理设备的温度测控系统设计

本文从温度测试系统设计角度介绍了传感器的选用原则。成功运用智能PID解决了结构和参数不完全掌握的被控对象问题，该智能PID同时也解决了一个不具有精确数学模型的温度控制问题。较好地解决了因热处理工艺更改而对热处理设备改造的实际问题。     

聚合物熔融挤压堆积成型技术

按照熔融挤压堆积成型（ＭＥＭ）技术，探讨了ＰＡ，ＰＰ，ＡＢＳ及ＡＳ４种聚合物的成型特性，并确定了相应的工艺条件，为拓展成型材料的选择范围提供了依据。