光固化快速成形过程中树脂固化零件变形的数值模拟

根据光固化快速成形过程中的零件变形机理及薄板小挠度温度应力理论,详细分析板状零件成形的翘曲变形,得到光固化快速成形过程中树脂相变收缩的力学等效模型,给出板状零件在成形过程中的时变刚度表达式、光固化等效相变收缩力与树脂材料常数间的关系式。结合力学等效模型利用有限元软件ABAQUS对双层板状零件和桥式零件的成形过程进行了数值模拟,并与试验结果进行对比,结果表明数值模拟结果与试验结果相当一致,从而可实现成形零件实际变形的可预测性,也可为改进工艺、提高成形零件的精度提供理论支持和量化依据。     

基于脉冲微束等离子弧焊的快速成形系统中实时自适应送丝方式

对基于脉冲微束等离子弧焊的直接金属快速成形系统中,填充金属丝的熔滴过渡方式和送丝方向对成形轨迹质量的影响进行了研究。研究结果表明:“搭桥过渡”方式形成的轨迹形态连续、光滑;送丝方向固定的方式在成形与送丝方向间夹角过大的轨迹时,会发生熔滴未完全熔于熔池、金属丝与已凝固成形轨迹发生干涉等缺陷。根据研究结果研制了一个基于成形件断面轮廓实时调整送丝方向的自适应送丝子系统。论述了转角、合成速度、加速度等控制参数的确定算法。对自适应送丝方式和方向固定的送丝方式进行了对比试验。结果显示:自适应送丝方式避免了熔滴未完全熔于熔池、金属丝与已凝固成形轨迹发生干涉等缺陷,对保证成形轨迹的质量有显著作用。     

直接金属成形件的性能研究

直接金属成形技术是快速成形领域研究的热点问题，文中提出一种基于弧焊的直接金属成形技术，并对基于该技术制作的成形件进行性能评测，对成形件进行密度、强度与硬度指标测试和金相组织观察表明，基于弧焊的直接金属成形件的组织结构和力学性能指标明显优于SLS（selective laser simering）工艺成形件，达到或高于铸造零件；异种材料成形时化学成分、物理性能、组织特点的差异对成形件的性能有不利影响。     

基于计算流体动力学的迷宫型灌水器流量预测

通过反求迷宫型灌水器注塑产品的实物结构,建立其流量数值预测的物理模型,分别采用层、紊流模型对40～150 kPa压力下的灌水器流量进行数值计算,并相应开展该灌水器流量与压力关系的试验测试.试验结果验证了计算流体动力学(CFD)方法预测灌水器流量的可行性,同时对比发现紊流模型的计算值更接近于试验值.通过对迷宫流道内流场分布的研究表明,由于流道曲折度较大,其内流体流动状态的转折点大幅度提前,在雷诺数Re=250～300之间时,流动就开始过渡到紊流状态,从而导致灌水器内的流动在40～150 kPa压力测试范围内均处于一种紊流状态.     

面向双刀加工的中长型叶片型面轨迹规划方法

针对中长型叶片加工出现的变形问题,基于切削力抵消的思想,提出叶片整体型面上的双刀纵切加工系统实现方案及轨迹规划方法。根据叶片型面特性和双刀对刀加工需求,建立双刀系统运动自由度分配方案;基于NURBS曲面的理论建立了叶片型面的参数化模型,建立牛鼻刀在空间姿态下加工复杂曲面的切削力计算的解析模型,在此基础上进行了双刀加工的轨迹规划。通过有限元计算对比单刀和双刀加工的变形。结果表明:优化后的路径在保证叶片整体表面质量的前提下能够有效地减小加工变形,整个叶片型面上的变形量平均减少了56.76%,为中长型叶片的高精双刀加工提供了一种实际解决思路。     

由断层测量数据直接生成STL文件的方法

提出一种由断层测量数据直接生成 STL 文件的方法 ,其中两端层面的三角剖分符合 Delaunay优化准则 ,而任意两相邻中间层轮廓之间的三角面片连接采用“最小局部极角 "的原则。并给出了算法和算例。     

微细加工中的快速复型研究

论述了在集成电路和微电子机械微细制造中的光刻技术,为了实现0.1μm甚至更小特征尺寸的光刻而采用的快速复型技术;这种技术吸收了电子束光刻和压印光刻的优点,同时又弥补了它们各自相应的缺点和不足,解决了光刻环节中光刻速度与特征尺寸小的矛盾,实现了大面积、快速、低成本和高精度的微细加工。     

快速成形/模具网络化制造服务平台的研究现状及其发展趋势

通过构建快速成形/模具网络化制造服务平台,可缩短新产品的开发周期,提高RP&M设备的利用率,动态优化资源,降低生产成本,实现基于Internet的异地协同开发制造。论述了快速成形/模具网络化制造服务平台的国内外研究现状及其我国构建快速成形/模具网络化制造服务平台的必要性,并探讨了该平台的未来发展趋势及其应用前景。     

基于断层图像的RP三维重构中层间轮廓线性插值算法

断层轮廓的层间插值可以减小相邻层间距,一方面使断层轮廓数据能直接用于快速成形,实现RE／RP的直接集成;另一方面可以增大相邻层轮廓间的相似性和重叠度,保证重构结果的正确性。层间轮廓插值主要采用线性插值法。在研究层间轮廓线性插值各种插值点对建立方法的基础上,提出了一种改进的线性插值算法,并以此为基础研究了轮廓分裂分支处理后的独立分支和连通分支的层间轮廓线性插值方法,能有效地在分支轮廓处进行层间线性插值。该算法经应用后表明是可行的,且可靠性较高。     

三维打印机喷头的驱动系统

喷蜡打印喷头是三维打印机的核心部件。文中介绍了三维打印技术，分析了喷蜡打印喷头的结构、原理、驱动信号时序以及驱动电压波形对喷头喷射效果的影响，并在此基础上提出了喷头驱动系统的原理框图及实现方法。