轻量化蜂窝3D打印路径自适应生成技术

为了解决当前模型轻量化的力学性能问题,根据材料和压应力分析生成参数可控的蜂窝状路径轨迹,提出一种轻量化蜂窝3D打印路径的自适应生成技术。通过对蜂窝路径的参数优化设计,建立了基于材料最少的优化模型和自适应压应力轨迹优化模型;基于蜂窝结构在承载下的力学性能分析,实现了对非均布载荷下轻量化蜂窝轨迹的自适应生成。实验分析表明,该方法能生成参数可控的自适应蜂窝路径轨迹结构,并可实现轻量化结构的力学性能优化,为提高局部承载性能轻量化结构的直接打印生成提供了新的思路。     

可重用零件特征的快速设计技术

针对零件建模中复杂结构设计重用困难的问题,提出了一种基于网格融合的建模方法。采用离散指数映射(DEM)方法对基网格目标区域进行局部参数化;利用最小二乘网格以特征网格边界为条件进行补洞处理,进而采用DEM方法对补洞网格进行参数化,得到特征网格边界点的参数坐标和法矢;依据参数坐标将特征网格边界映射至基网格目标区域,并以目标区域映射边界点的位置和法矢作为初始形变条件,利用基于层的网格变形优化算法对特征网格进行变形重建,使特征网格具有较好的保形性;通过修正特征网格边界点法矢来控制重建网格体积膨胀收缩情况,进一步提高保形性;依据法矢、曲率对基网络和特征网格提取特征图元并以此添加几何约束,控制特征网格在基网格上的位置形态,保证两网格相对位置关系。实验结果表明：该方法便捷高效、精度高,可在新模型设计中有效实现设计重用。     

基于改进蚁群算法的分形刀轨连接技术

为了解决分形刀轨中存在的大量空行程和跳刀问题,使用部分边界裁剪轮廓对分形路径段进行了连接。首先采用蚁群算法对同一切片层面上的分形路径段进行初步连接,确定整体最短连接路径。然后依据扫描路径规划原则,对连接路径进行有效性判断,消除了不合理连接路径对成形质量的影响。针对基本蚁群算法存在的收敛慢、易陷入局部最优解等缺陷,采用动态调整选择策略和信息素挥发系数对蚁群算法进行了改进。试验结果表明,该方法有效减少了同一切片层面上的空行程和跳刀次数,且改进的蚁群算法具有很好的收敛效果和全局搜索能力。     

基于支撑强度可控的数字光处理三维打印工艺优化技术

为了解决数字光处理三维打印制件去除支撑后表面质量受损问题,根据材料固化特性提出支撑强度差异可控的工艺优化方法。建立了制件固化强度与曝光时间之间的数学模型,并通过力学试验进行了拟合及参数因子修正。在三维打印制造过程中通过软件控制系统对零件模型和支撑模型设置不同的曝光时间,实现强度差异可控,从而降低了支撑去除对零件表面的损伤。试验结果表明,采用所提方法去除支撑后零件的表面质量有所提高,且支撑去除效率提高近40%,为提高数字光处理三维打印制件表面质量和精度提供了新的思路。