砂型3D打印成型方向对含裂隙软岩试样力学特性的影响研究

高效、精准、可重复地制备与软岩力学特性、结构特性相符的试样,是突破传统软岩力学试验瓶颈的关键。本研究通过砂型3D打印技术研究了成型方向对试样力学特性的影响。以石英粉砂作为原材料,制备了沿长边成型和以短边成型的两种试样。进行单轴压缩试验并结合数字图像分析(DIC)观察,分析加载期间试样的力学性能和变形破坏特征。试验结果表明:相较于沿长边成型,沿短边成型时试样强度出现一定程度的折减,对裂隙的影响更为敏感。沿长边成型其破坏形式主要为剪切破坏和拉剪混合破坏,沿短边成型时破坏形式主要为劈裂破坏、沿层理面破坏。

3D打印成型方向和分层厚度的优化

根据3D打印工艺特点和STL文件的几何特性,建立零件成型质量和成型效率与零件成型方向、分层厚度的函数关系及多目标优化模型,采用非支配排序遗传算法NSGA-Ⅱ进行优化求解,得到非劣Pareto解集,解决了3D打印中成型质量和成型效率的权衡选择问题,实现成型方向和分层厚度的智能选择。通过实例验证了研究结果的可靠性。

自密实混凝土浇筑成型方向对新老混凝土界面黏结抗剪强度的影响

针对自密实混凝土加固既有混凝土结构时存在不同方位的黏结界面,为研究其对新老混凝土界面剪切强度的影响,设计具有不同混凝土浇筑成型方向的Z型黏结试件进行直剪试验,探究自密实混凝土浇筑成型方向、混凝土强度和界面处理方式等对黏结试件破坏形式和抗剪强度的影响,并探讨不同浇筑成型方向影响下新老混凝土黏结界面抗剪强度计算方法。研究结果表明:混凝土浇筑成型方向对界面抗剪强度影响显著,新混凝土从老混凝土顶面浇筑的效果最好,侧面浇筑次之,底面浇筑最差,差值最大多达到顶面浇筑试件抗剪强度的50%。一定范围内增大新混凝土强度能有效提高黏结界面抗剪强度,底面浇筑时效果尤为明显;当新老混凝土强度相差较大时,继续提高新混凝土强度作用不大。基于本试验结果,建议新老混凝土强度差宜控制在2个标号以内。界面处理方式对其抗剪强度的影响依赖于新老混凝土强度和新混凝土浇筑成型方向。本试验中,II类界面对于强度相同的新老混凝土界面抗剪强度影响不大,但能提高不同强度的新老混凝土界面抗剪强度,尤其是底面浇筑和侧面浇筑的界面。

快速成型制件成型方向的优化选择研究

快速成型(Rapid Prototyping,RP)技术是在计算机的控制与管理下,根据零件的CAD模型,采用材料精确堆积的方法制造原型或零件的技术,是一种基于离散/堆积成型原理的新型制造方法。在快速成型过程中,成型方向是影响制件精度和成型效率的重要因素。在分析制件表面阶梯误差形成原因的基础上,提出了一种阶梯误差效果的评定方案,然后得到各种备选成型方向对应的误差值,通过比较误差值达到了优化选择成型方向的目的。

熔融沉积快速成型零件成型方向的多目标优化

为了实现熔融沉积快速成型(FDM)中零件成型精度和成型效率的协同优化,基于零件成型方向对成型精度和成型效率的影响进行分析,以体积误差最小、零件成型方向上高度最低以及所需支撑体积最小为目标,建立了零件成型方向的多目标优化模型。设计了基于非支配排序遗传算法的智能求解算法,通过对模型的优化计算得到零件成型方向的Pareto解集,实现了FDM零件成型方向的智能优化。最后通过实例验证了所建模型的正确性与算法的有效性。

PSO算法在FDM工艺成型方向和分层厚度优化中的应用

熔融沉积快速成型(Fused Deposition Modeling,简称FDM),是利用热塑性材料的热熔性、粘接性特点,在计算机控制下根据实体模型进行层层堆积后成型。利用TRIZ理论来解决成型件成型精度和成型效率的问题,并在预先选择最优成型方向和分层厚度解决方案的基础上,建立总目标优化模型。然后采用粒子群优化算法对目标优化模型进行求解,得出最优的一组解,从而提高成型精度和成型效率,这将在应用中有着重要的实际意义。

基于自适应分层的3D打印成型方向优化

在3D打印中,成型方向的选择是影响产品成型质量的关键因素之一。针对目前算法仅考虑在等厚分层的前提下进行优化的问题,提出基于自适应分层的模型成型方向优化算法。首先结合3D打印层层叠加的特点,在分析不同成型方向对产品表面精度影响的基础上建立了以模型成型方向为变量、最小体积误差为目标的优化函数;然后通过STL模型的坐标变换、自适应分层等步骤并利用遗传算法在全局范围内搜索最优解,得到最佳成型方向。实验结果表明,该算法能够找到在自适应分层前提下的最佳成型方向,与现有算法相比能够进一步降低体积误差,提升表面质量。

3D打印成型方向和层厚对成型精度的影响研究

为了提高3D打印产品表面的精度,减少产品成型时间,可以通过合理选择成型方向和分层方法来实现。以半球模型为例,首先采用等层厚分层法和变层厚分层法对该模型进行分层,并建立了该模型在不同成型方向上的成型误差模型,然后分别分析等层厚分层和变层厚分层对不同方向模型精度的影响。研究结果表明:在选择成型方向时,尽量使模型的高度最小;尽量选择变层厚分层算法对模型进行分层处理。

成型方向对MgO-C质耐火材料性能的影响

为研究不同成型方向对镁碳质耐火材料性能的影响,选取97级电熔镁砂和-195鳞片状石墨为主要原料,以热固性酚醛树脂为结合剂,在1300 t摩擦压砖机上分别以平打平砌法(成型方向为砌筑层高方向)和侧打平砌法(成型方向垂直于砌筑层高方向)生产指定尺寸的楔形镁碳砖。按规定取样规则制样,分别检测其显气孔率、体积密度、常温耐压强度和1400℃×0.5 h高温抗折强度。结果表明,当成型方向为砌筑层高方向时,楔形镁碳砖从小头到大头的各项性能均稳定;当成型方向垂直于砌筑层高方向时,楔形镁碳砖从小头到大头的显气孔率不断升高,体积密度、常温耐压强度和高温抗折强度不断降低并随其稍度增大而愈加明显。采用平打平砌法能获得性能稳定的楔形镁碳砖,可为生产制度的制定提供合理依据。

成型受压方向对方镁石-尖晶石-碳砖性能的影响

研究了成型受压方向对方镁石 尖晶石 碳砖热膨胀率、抗渣等性能的影响 ,实验研究结果表明 :平行受压方向上的热膨胀率大于垂直受压方向上的热膨胀率 ,平行受压方向上的抗渣性优于垂直受压方向上的抗渣性 。

增材制造中空风冷板工艺设计与试验

为了验证增材制造技术对复杂中空风冷板的可行性,对中空风冷板模型增材制造工艺性、增材制造打印成型工艺性和粉末选择进行了分析对比。文中优选成熟AlSi10Mg铝合金打印参数完成中空风冷板的成型,并对随炉打印的试样力学性能和表面处理防护性能进行了试验验证。试验结果表明,增材中空风冷板性能可以满足产品设计使用要求。

熔融沉积成型工艺的精度分析与研究

目前,熔融沉积成型(FDM)工艺受到了许多领域的关注,但由于FDM是通过逐层累加的方式来构造实体,所以与传统切削加工相比,成型件的精度会有所不同。以Stratasys公司生产的Fortus360mc快速成型机为打印设备,以螺栓为模型,通过比较不同的三维图形文件的精度与成型方向的布局,并综合成型件的测量数据与FDM工艺的特点,对不同规格螺栓成型件的尺寸误差、形位误差和表面粗糙度进行分析。总结出影响精度的主要因素。为进一步了解FDM工艺和提高成型件精度提供有效参考。

FDM快速成型技术在无线电测向机创新设计上的应用研究

针对目前市场上无线电测向机在形态和结构上的缺陷进行了改进,采用了平行四杆机构和空间四杆机构实现对天线的折叠,增加了符合人体工程学的把手和胶套。然后在基于FDM工艺的快速原型机进行了改进验证,并对加工中遇到的超出成型空间和成型方向等几点具体的内容进行了研究,找到了合适的成型方法。实验表明采用快速原型技术大大的缩短了开发周期,降低了开发成本。

熔融沉积快速成型的工艺分析

对熔融沉积快速成型工艺原理进行介绍,分析了成型的工艺特点;以MEM300成型机为例,对熔融沉积双喷头工艺装备进行研究,论述了设计支撑的原因和支撑的种类;详细说明了FDM的成型工艺过程,以垂直方向高的模型——可乐瓶成型为例,比较分析4种成型方向布置方案,研究总结出几条成型方向原则,这些原则有利于提高成型质量和缩短成型时间;快速成型技术已经成为现代制造业的热点和发展方向。

双耳不对称性方向性策略对助听器使用者空间言语识别能力的提升

目的探究助听器麦克风的双耳不对称性方向性策略与双耳波束成型方向性策略在嘈杂环境下对助听器使用者言语识别阈的影响。方法筛选18例双侧中度到中重度感音性听力损失的受试者入组,每例受试者均交替佩戴双耳不对称性、双耳波束成型两种方向性技术的助听器,采用心爱飞扬言语测听软件中的噪声下中文BKB短句言语识别阈测试模块,测试每例受试者分别使用两种方向性技术助听器时,在多人交谈语噪声环境中当目标言语声来自前方、左侧、后方时的言语识别阈,统计分析两种方向性技术的差异。结果目标言语声来自正前方时,两种方向性策略助听下测得的受试者言语识别阈差异无统计学意义(P>0.05);目标言语声来自侧方及后方时,应用双耳不对称性方向性技术助听测得的受试者言语识别阈值显著低于使用双耳波束成型方向性技术助听时(P<0.01)。结论相比于双耳波束成型方向性策略,双耳不对称性方向性策略能提高助听器使用者在噪声环境中当言语声来自侧方及后方时的言语识别能力。

空心圆柱形金属橡胶非成型向阻尼特性理论研究及参数识别

金属橡胶因其优异的性能被广泛用于解决工程中的振动问题,而目前对金属橡胶非成型方向的研究较少。制备了2.5 g/cm^3,3.0 g/cm^3,3.2 g/cm^3,3.5 g/cm^3四种密度的金属橡胶,通过材料试验机对其进行1~4 Hz的正弦加载试验,获得了力-位移曲线。分析了成型方向和非成型方向动态压缩机理,以等效损耗因子为评价指标分析了加载频率和密度对其阻尼特性的影响,用参数分离法建立了非成型方向的阻尼模型,用最小二乘法进行了参数识别。结果表明金属橡胶具有各向异性,不同频率下,金属橡胶非成型向的损耗因子相差较小,随着金属橡胶密度的增加,损耗因子呈下降趋势,相较于成型方向,非成型方向具有更大的动态刚度,其阻尼性能在低频段受频率变化影响小,受密度影响大。

非成型向金属橡胶减振器的减振性能

金属橡胶非成型向具有很好的刚度、耐腐蚀性、又具有一定阻尼等特性.以其为承载主体,设计出一款应用于舰艇大质量管路减振的新型减振器.基于双折线本构关系,用等效线性化方法建立减振器的动力学模型.通过正弦激励加载试验,研究不同激振力、不同阻尼元件密度、不同预紧间距以及不同布置方式对新型减振器减振效果的影响.根据预紧间距和布置方式的试验情况,对减振器结构设计和实际安装进行优化.试验发现,激振力对减振性能影响效果显著,减振性能随着激振力的增加而增加,随阻尼元件密度增加而降低,随预紧间距减小而降低.研究结果对舰艇管路系统减振措施等工程应用提供了理论指导和实验依据.

光固化成型工艺中零件表面质量的分析及研究

为提高光固化成型零件的表面质量,采用单因素法成型制造出不同分层厚度和成型方向下的空心椭圆柱体,通过Surtronic25分别测量空心椭圆柱体不同截面的表面粗糙度,根据试验结果及理论分析得到分层厚度和成型方向对零件表面质量的作用机理。结果表明:分层厚度为0.05~0.10 mm,随着分层厚度的增加,零件整体表面质量不断提高;当分层厚度大于0.1 mm,随着分层厚度的增加,零件表面粗糙度不断增大;在设置零件成型方向时,应使零件整体轮廓斜率最大;成型零件表面有较大斜率时,适当增加分层厚度能提高零件整体的表面质量。

快速成型在逆向工程中的实践应用

如今逆向工程在产品设计中的应用得到了快速发展,与之相协调的快速成型技术也在不断更新。3D打印技术正逐渐渗透到产品设计的各个环节,特别是产品逆向工程对3D打印技术的需求更为强烈。着重介绍了便携式CPC双目三维扫描仪应用及成型方向对三维模型精度的影响。

基于FDM的3D打印工艺实验研究

FDM成型技术作为3D打印的主流技术之一,因安全环保成本低,在教育等诸多领域发生了颠覆性的革命。FDM成型工艺实验研究,旨在减少3D打印实验教学中的盲目性,降低废品率。本文分析了影响FDM成型质量的关键因素;探讨了不同成型方向对3D打印成型技术经济性影响;实验研究了喷头温度、最小壁厚及打印速度与成型质量的关系,提出了改进FDM成型质量的方法,为高校3D打印实验教学提供重要参考。