计及功能特征的FDM多零件智能排布优化算法

针对熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling,FDM)中多零件排布效率低,功能特征成型质量不可控等问题,提出一种基于功能特征的多零件排布优化算法。首先,考虑功能特征表面质量,以自适应表面粗糙度为优化目标,利用遗传算法分别求解各个零件的最优成形方向;然后,求解位于最优成形方向的零件在XOY平面的实际投影轮廓;最后,根据临界多边形(No-Fit Polygon,NFP)规则进行零件放置,并利用遗传算法搜索全局最优解,实现多零件排布优化。实验结果表明,所提出方法可以有效保证功能特征表面质量。此外,相对于考虑零件投影包络矩形的优化算法,该算法能够有效提升零件打印空间利用率。

多材料SLA光固化打印装置设计及分析

针对目前基于光固化成型技术(Stereo Lithography Appearance,SLA)的3D打印机大部分只能打印单一材料,难以满足制造具有多种颜色或复合材料零件的需求。在对现有基于SLA技术的3D打印机的主要设计特点进行研究分析的基础上,设计了一种结构简单、仅需一套光源装置即可实现多材料打印的一体化3D打印机。该设计能够有效丰富零件打印颜色,降低多材料设备成本,可较好满足用户对多颜色或复合材料等产品的制造需求。

基于选区激光熔化温度场数值模拟的支撑结构优化

添加支撑结构在选区激光熔化中必不可少,零件的悬垂特征需要添加支撑结构,起到固定零件和散热的作用,若悬垂特征热量积聚过大,会导致翘曲变形、塌陷、残余热应力等缺陷。研究了支撑结构对选区激光熔化温度场的影响,并设计优化了一种具有良好综合导热性的支撑结构。首先建立选区激光熔化三维有限元模型;然后研究传统支撑结构对温度场的影响;最后基于数值模拟结果对支撑结构进行设计优化,并通过有限元分析和制造实验进行验证。实验结果表明,与传统的支撑结构相比,由新支撑结构支撑的薄板顶部烧结层平均节点温度最低、温差较小,可表现出良好的综合导热性,且薄板翘曲变形程度显著降低。

非支配排序遗传算法的三维打印分层方向优化

三维打印技术中模型的分层方向是影响着模型表面精度、加工时间和加工成本的重要关键技术之一。减少加工时间和提高表面精度相互制约,当分层厚度较小时,模型表面精度提高,但降低了加工效率;当分层厚度增加,减少了加工时间,但模型表面精度下降。针对这一问题,提出了基于非支配排序遗传算法的模型分层优化方法。建立了表面精度和加工时间两个目标函数;设计了模型姿态方向的染色体模型和自适应拥挤度算子;通过选择、交叉和变异实现迭代求解。实验表明:该方法可以有效地解决三维打印过程中模型分层方向优化问题。

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。

功能性微结构可控参数建模技术研究

针对多孔结构功能一体化材料设计困难的问题,提出了一种由复合函数驱动的大规模微结构自动化建模技术。通过函数驱动生成三组平行于三轴方向的微结构基本单元,并借助集合论定义的交、并集操作对其进行组合,通过对生成的规则微结构进行仿射、弯曲算子操作,能使其获得一定的复杂曲面适形效果。对胞元节点处形成的自然圆角过渡进行了分析,相对于直接过渡、球体过渡这两种节点处理方式,自然圆角过渡的胞元力学性能分别提高了43.6%和27.9%。将3个变阶数圆形截面微结构填充于旋翼截面模型内部,通过计算3个变阶数旋翼模型在指定的10个采样点处的刚度值以得到模型的节点刚度曲线,研究结果表明:通过调控微结构的分布阶数可以改变模型的刚度分布。

药物代谢动力学/药物效应动力学理论优化β-内酰胺类抗菌药物抗感染治疗的研究现状

β-内酰胺类属于当前临床使用广泛的一类广谱抗菌药物,而近些年β-内酰胺类抗菌药物耐药现象呈现出愈发严重的趋势,做好对此类抗菌药物耐药的控制,积极优化抗感染治疗方案是亟待解决的问题。药物代谢动力学/药物效应动力学(PK/PD)理论能够将抗菌药物PK指数、PD指数进行统一分析,全方位体现出抗菌药物、细菌以及机体三者间的相互关系,对临床抗感染治疗、控制耐药等提供了重要的指导作用。基于此,本文主要对PK/PD理论优化β-内酰胺类抗菌药物抗感染治疗的研究现状进行综述。

分析氟喹诺酮类药物治疗泌尿道感染的临床效果

探究针对泌尿道感染患者使用氟喹诺酮类药物治疗的效果,分析患者用药后产生的耐药性。方法:纳入时间自2019年1月至2021年1月入32例泌尿道感染患者进行统计,通过对所有病症患者给予氟喹诺酮类药物进行治疗,分析所有患者在细菌培养阳性标本下的结果,同时自动化仪器法分析患者在药物使用中的药物敏感度,以患者的治疗效果、细菌清除率、不良反应发生率以及所有患者在不同药物耐药性的分析作为对比标准。结果:所有患者共计存在总治疗有效患者30例,人数占比93.75%;所有患者的细菌菌株清除数为30株,占比93.75%;患者用药后共计存在3例不良反应患者,人数占比9.38%;。结论:通过将氟喹诺酮类药物用于治疗泌尿道感染的病症患者,患者具有较高的治疗有效性,同时可有效清除患者致病菌,且不良反应少,使用价值较高,但在病症治疗中需针对患者的耐药情况进行调查,根据药敏试验选用合适的抗菌药物。