FDM技术打印参数对成型效率的影响研究

FDM技术可用于工业领域中大型零件模型的打印,提升成型效率成为重要的研究课题。本研究通过响应面分析方法,探究了FDM打印参数对聚乳酸圆柱件成型效率的影响规律,得到了最优打印参数,并经过实际打印验证。结果表明层厚增加,成型效率提高;打印速度增加,成型效率提高;填充率增加,成型效率降低;路径规划和壁厚对成型效率影响不大。影响成型效率的因素按照顺序排列是:层厚>打印速度>填充率,其中层厚和打印速度影响显著。最优打印参数为打印速度85mm·s^(-1)、层厚0.175mm、填充率55%,预测时间为58.8min,实际时间为59min,预测精度达99.7%,为提升成型效率提供了依据。

分布式3D打印服务的实时多任务调度研究

针对分布式3D打印机(3DPs)在工业物联网(IIoT)中共享、协作、生产全球化的定制产品过程中,3D打印任务(3DPTs)在分布式3D打印机上分配工作量不平衡,以及提交的每个模型的定制属性和实时性等问题,文章提出了用于IIoT中个性化3D打印的实时绿色感知多任务调度架构,给出了一种稳健的在线分配算法,使得每个3D打印任务能够精确地满足用户定义属性,并且平衡了分布式3D打印机之间工作负荷,同时开发了一种基于优先级的自适应实时多任务调度(ARMPS)算法,实时调度每一个3D打印任务,满足3D打印任务的实时性以及动态性要求。在高负载下进行仿真实验,经性能评估测试,表明所提出的算法具有稳健性,调度架构具有鲁棒性和可扩展性。

3DPC硬化性能各向异性及其间隔时间依赖性

通过对比3D打印混凝土(3DPC)和浇筑混凝土在不同测试方向上的强度和耐久性差异,探究了3DPC硬化性能各向异性特征及其对间隔时间的依赖性.结果表明:3DPC的硬化性能存在一定的各向异性,相较于平行于打印层方向,在垂直于打印层方向上的力学性能与抗渗性更高,其各向异性的产生与打印层间的弱黏结界面以及混凝土基体内孔隙和缺陷的分布有关;延长打印间隔时间,3DPC层间界面黏结性能明显变弱;3DPC不同打印层的耐久性存在差异,相较于下层混凝土,上层混凝土密实度较低,侵蚀性介质的扩散速率更快.

基于气相色谱-质谱联用法的喷墨打印文件墨迹中挥发性溶剂历时性变化规律研究

为解决司法鉴定领域中喷墨打印文件制成时间问题,利用气相色谱-质谱联用法(GC-MS)定性定量分析4种黑色喷墨打印文件墨迹中的挥发性溶剂成分。对同一时间打印的样品进行追踪测试,每间隔一定天数用打孔器取样,提取剂提取后进行GC-MS分析。通过内标法测定样品提取液中各组分的浓度,计算单位长度(mm)墨迹中挥发性溶剂含量C(ng/mm)并作为打印样品老化的定量单位。结果表明,4种打印样品中含有2-吡咯烷酮、1,5-戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、N-羟乙基-2-吡咯烷酮、甘油和三甘醇6种挥发性溶剂成分。上述成分在文件形成时即开始挥发和转移,含量不断减少至某一数值时趋于稳定。利用测定的历经不同时间的打印样本中溶剂含量数据,建立了单组分溶剂与时间的非线性回归模型以及多组分溶剂与时间的多元线性回归模型,模型评价指标比较结果表明,对于溶剂组分数多的墨水使用多元线性回归模型的预测效果更好。

Autodesk Moldflow在改善塑件成型周期中的应用

模具冷却系统设计是否合理会影响注射成型速度,借助Autodesk Moldflow的冷却分析功能,可以找到型腔中塑件的热点区域,锁定问题点发生的部位,给出针对性的解决方案,以达到缩短塑件成型周期的目的。根据分析结果,结合模具3D模型,对塑件的热点区域进行冷却强化,改善成型塑件鼓包的情况。

3D打印硅橡胶泡沫的压缩力学及长时应力松弛行为研究

以3D打印硅泡沫为研究对象,通过对其压缩应力应变曲线和原位压缩图像的分析,解释了不同压缩应变下的力学响应行为。结果表明:随打印层数增加,压缩平台高度降低而平台宽度增加,这与硅泡沫的应力“长柱”效应有关。进一步选用了层数为12层的3D打印硅泡沫,对其在机械-温度场作用下的应力松弛行为进行分析,发现机械作用和温度对应力松弛的增大有耦合作用,在50%压缩应变和353.15 K温度下其载荷保持率为0.89,在所有试样中最低。最后通过时温等效原理对3D打印硅泡沫的长时应力松弛行为进行了预测。结果表明:在298.15 K温度下,当硅泡沫处于密实化阶段时,其载荷保持率下降最快。但相较于无序泡沫,打印泡沫的长时应力松弛更低,以1年的时长为例,3D打印硅泡沫的载荷保持率为0.87,无序发泡硅泡沫的载荷保持率为0.82,这可能得益于其均匀的压缩应力分布。这项研究为理解和预测3D打印硅泡沫在不同压缩应变的长时应力松弛性能提供了参考。

喷墨打印墨水的种类认定及形成时间研究进展

归纳总结了喷墨打印墨水的主要理化检验方法,包括光谱法、色谱法、质谱法等。红外光谱法主要用于检验墨水中的聚合物和某些有机着色剂的官能团;拉曼光谱法主要用于检验墨水中的着色剂成分;质谱法用于检验墨水中半挥发性、低分子量聚合物聚乙二醇以及着色剂成分;薄层色谱法和液相色谱法用于检验墨水中可溶性染料成分;气相色谱法主要是检验墨水中的挥发性溶剂成分。在对墨水进行种类认定后,可以进一步判断其形成时间。对于墨水老化过程的研究主要根据墨水中各组分发生的物理化学变化,研究其随时间的变化规律。通过对上述方法的比较和分析,可对喷墨打印文件的检验提供参考依据以及发展方向。

纸制品丝网印刷阻燃处理研究

选取5类常见的纸制品,采用丝网印刷的方法对其进行阻燃处理。测试结果表明,经阻燃处理的5类纸制品,平均续燃时间≤1 s,平均灼燃时间≤5 s,平均炭化长度≤7 mm,性能均优于国家标准。该法可沿用现有丝网印刷设备及工艺,加工过程简单,可为纸制品的阻燃实践提供参考。

某齿轮泵壳体快速铸造工艺的研究及应用

新研产品的生产周期及生产成本一直是传统铸造方法的弱点。为保证新研产品铸件的一次试制合格,简化了毛坯外形,设计铸造工艺方案,铸件内腔采用3D打印砂芯成形,铸件浇注后外形由机加工成形。简化后的模具加工总共用时15天,同步3D打印砂芯,每项铸件打印壳芯约一周时间。若壳体外部结构更改,本套模具还可继续生产铸件,若内腔油路更改,可用3D打印重新打印,大大降低了生产成本,为科研生产提供有力保障。

响应面法优化3D打印砂浆的性能

用响应面法分析了调凝组分与调黏组分对3D打印砂浆建造性和凝结时间的影响规律.结果表明:快硬硫铝酸盐水泥作为调凝组分能有效缩短砂浆的凝结时间;羟丙基甲基纤维素增稠剂与硅酸镁铝作为调黏组分可以提高砂浆的触变性,但会延缓砂浆的凝结;基于响应面法采用线性模型和二次模型拟合砂浆建造性、开放时间和凝结时间,模型具有显著性;经过响应面优化,可配制出凝结时间可调、建造性良好且开放时间合适的3D打印水泥基材料.

利用 TIMER 函数实现微机的分时控制

阐述如何利用ＱｕｉｃｋＢＡＳＩＣ的ＴＩＭＥＲ函数实现微机的分时控制及在实际应用中应注意的几个问题

评估旋转拼板避免玻纤效应的试验

高速印制电路板(PCB)如何避免设计和制造端的玻纤效应已有较多的解决方案。在设计已经固定时,在制造阶段旋转拼板是一种较常见的方案,多数拼板旋转角度参考行业内建议的5°~15°,但这种方法对物料成本、制造成本及时间成本有极大的浪费。生产实践中,建议剪裁实际产品的高速通道作为测试条,通过时域反射计(TDR)测试差分对内传输时延差(skew)和2根单线的阻抗差异对差分对的对称性进行统计分析,得到合适的生产拼板旋转角度。最后利用向量网络分析仪(VNA),对不同旋转角度差分对频域性能进行测试,并验证TDR测试结论。整个试验方案节省了大量的测试成本和物料成本,可为在高速PCB的加工制造中避免玻纤效应提供参考。

碳酸锂对3D打印水泥基材料早期性能影响研究

3D打印水泥基材料需要良好的形状保持能力,早期性能的发展对3D打印水泥基材料的配合比设计与优化调控至关重要。研究了碳酸锂掺量对3D打印水泥基材料流变特性、湿胚强度、可建造性的影响规律。研究发现:碳酸锂的加入使得砂浆湿胚强度和静态屈服应力呈现指数级增长,随着碳酸锂的掺量达到2‰、3.5‰、5‰,其初凝时间分别为94、62、39 min;龄期为10 min时碳酸锂掺量为5‰砂浆的静态屈服应力值是未掺入碳酸锂的4倍;碳酸锂掺量为0、2‰、3.5‰、5‰的打印层数分别为26、22、28、32层。当静态屈服应力值达到3544 Pa,砂浆的挤出性变差对可建造性造成了负面影响,底层砂浆强度的快速发展则能够提高可建造性。

3D打印铜尾矿砂混凝土的物理力学性能分析

选取铜尾矿砂作为细骨料替代部分天然河沙,制备了3D打印铜尾矿砂细骨料混凝土,铜尾矿砂的替代率分别为0%、10%、20%、30%,对其坍落度、凝结时间、静态屈服应力、抗压强度、层间黏结强度进行了测试,分析了力学性能和微观结构。结果表明,铜尾矿砂因其高吸水特性降低了3D打印混凝土的坍落度,提高了初凝和终凝时间,凝结时间的增加不会显著影响3D打印铜尾矿砂混凝土的可建造性;铜尾矿砂的掺入加速了细骨料颗粒之间的内部摩擦,混凝土的静态屈服应力随着铜尾矿砂掺量的增加而增加;3D打印铜尾矿砂细骨料混凝土具有各向异性,其中的抗压强度值随测试方向的变化而变化。除浇铸成型试件外,纵向方向上的抗压强度值最高,横向方向上的抗压强度值最低,纵向方向与打印方向上的一致性决定了其较高的抗压强度特性;掺加适量的铜尾矿砂表现出微填充效应,并降低了3D打印试件的表观孔隙率,表观孔隙率的变化规律与体积密度成反比,过量的铜尾矿砂混凝土中会观察到明显的微裂纹破碎形貌。

4D打印工艺参数对聚乳酸形状记忆特性的影响

4D打印的快速发展拓宽了形状记忆聚合物(SMPs)的应用领域。聚乳酸(PLA)作为一种形状记忆聚合物,凭借其显著的形状记忆特性广泛应用于4D打印。但目前对于PLA形状记忆聚合物打印时工艺参数与形状记忆特性之间的联系还并没有很好地建立起来。通过4D打印技术分析了顶层与底层数、填充率、模型厚度、模型弯曲程度、模型打印方向和赋形温度对PLA模型形状记忆特性的影响,为有效得到各参数对PLA模型形状记忆特性的影响规律,对4D打印完成后的模型进行形状弯曲恢复实验,模型的形状恢复率与形状恢复时间作为影响的评价标准。结果表明,顶层与底层数、填充率的增加均提升了PLA模型的形状恢复率,模型厚度的增加使得恢复率呈现先上升后下降的趋势,弯曲程度的增大会降低模型形状恢复率,侧式打印的模型恢复程度最好,赋形温度的改变也会影响模型形状记忆特性;从恢复时间来看,顶层与底层数、填充率的增加均会延长形状恢复时间,模型厚度与模型弯曲程度的增加也会延长形状恢复时间,平式打印的恢复时间最短,而赋形温度的变化对恢复时间影响不大。

3D 打印在船舶再制造与实时维修领域的应用

为降低海上后勤保障及远洋供应链负担,分析3D打印技术装船进行再制造与实时维修以减少携带备品备件的可行性。对3D打印在增材制造领域的优势、国内外3D打印装船的应用现状以及存在的瓶颈问题等进行分析,提出以现有3D打印技术在船舶上进行再制造和实时维修的7个可能应用场景,可为3D打印技术装船应用提供指引,以推动船舶向现代智能制造转型升级。

节点地震仪电路设计中减小对授时模块干扰的方法

地震仪授时的准确程度直接影响地震定位能力。目前地震仪均采用卫星定位导航系统进行卫星授时。地震仪中的授时模块易受射频干扰,进而导致地震仪授时不准。研究认为高频元件、电源模块、线路设计及地线部署是产生射频干扰的主要原因。本文在实验的基础上发现,增设隔离板、替换元件、优化线路设计及调整地线部署可以稳定地降低地震仪系统对授时模块的电磁干扰,所用技术可应用于提升地震仪的授时准确度。

3D打印矿渣-粉煤灰基地质聚合物混凝土减水剂适用性研究

为了获得适用于3D打印矿渣-粉煤灰基地质聚合物混凝土的减水剂,通过对比试验探究了聚羧酸系高性能减水剂、萘系减水剂、脂肪族高效减水剂和三聚氰胺型减水剂的减水效果,结果表明:萘系减水剂对地质聚合物混凝土的减水效果最好。通过平行试验探究不同萘系减水剂掺量对地质聚合物混凝土凝结时间及力学性能的影响,结果表明:萘系减水剂可以延长材料的凝结时间,且随掺量增加,凝结时间呈指数型增长趋势;当掺量过高时不利于地质聚合物混凝土强度发展;萘系减水剂最佳掺量不应大于矿渣与粉煤灰总质量的1.5%,建议掺量为矿渣与粉煤灰总质量的1%。

“想象的共同体”视域下北美早期印第安书写的叙事建构

本尼迪克特·安德森的著作《想象的共同体:民族主义的起源与散布》阐释了印刷语言的效应以及话语同时性,引发了对文学文本研究的再思考。本文以安德森“想象的共同体”为视角,对北美早期印第安书写的叙事建构展开探讨。首先,从早期印第安书写的重要作家库柏的小说入手,解析“想象的共同体”在凝聚情感方面的作用,这一概念隐射出北美印第安书写在两个维度上的基本特征——文学作品内容所表达的情感具有影响力,空间上的历史在场证明进而为这种情感提供了支撑。由此,面对因种族差异性而导致的冲突,复杂的身份建构成为可能。此外,通过对其他作者有关印第安叙事的分析,揭示了早期印第安书写中身份建构的演变过程,从而阐释了北美早期印第安书写所体现的印第安精神及民族性内涵。在北美洲这片新大陆上,各类新的身份认同形成了一种矛盾但共存的张力,早期印第安书写的叙事建构透射出印刷语言及话语同时性对凝结“想象的共同体”的作用。

机组式凹印机可视化监控平台的研究与开发

目的 为解决凹版印刷生产过程中监控系统功能单一、可视化程度低、信息利用率低等问题,构建一种基于数字孪生的监控系统四层架构模型。方法 通过SolidWorks、3DSMax、Unity3D三维建模软件搭建凹印机虚拟场景,基于Modbus TCP/IP协议采集设备的实时数据,使用SQL Server数据库对设备数据分类存储,并结合凹印机虚实映射逻辑结构,编写C#脚本实现物理实体与虚拟模型间的同步映射,完成监控系统的开发。结果 该监控平台实现了凹印机的虚实同步运行、状态监控、套准偏差监控和健康管理等功能,为印刷企业智能化运维提供了可行方案。结论 与传统印刷装备监控相比,基于数字孪生的监控系统突破了时间、空间、投入成本等条件的限制,操作者可实时掌握凹印机的生产信息、运行状态、历史信息等,极大地提高了设备稳定生产的效率,降低了企业的成本。