基于倾斜摄影的混凝土3D打印成型精度分析与预测

混凝土3D打印技术是一项新型的增材制造技术,为了实现采用混凝土3D打印技术来快速打印高质量的成型构件,综合利用迭代最近点(iterative closest point,ICP)算法和倾斜摄影测量技术来分析3D打印构件的整体偏差、局部边界偏差和圆弧角半径,并根据整体偏差和边界偏差对成型精度及可建造性进行研究,最后利用边界偏差和圆弧角半径对打印模型进行预测。结果表明:在混凝土3D打印配合比为水泥∶砂∶粉煤灰∶减水剂∶混凝剂∶水=1∶1.12∶0.09∶0.004∶0.006∶0.32,打印速度V_(d)为45 mm/s,最佳挤出速度V_(j)为138 mm/s时构件成型精度最高;对倾斜摄影模型拟合对齐,并对其具体位置偏差标注色谱图,可知混凝土3D打印构件在第4层时压缩变形较大,可建造性较低;利用预测模型与混凝土3D打印实体构件进行拟合,可知预测模型与基准模型相比误差约1 mm,验证了所提方法及预测模型的合理性。

基于FDM工艺PLA材料制件成型精度研究

为研究熔融沉积(FDM)3D打印工艺参数对制件成型精度的影响,提高聚乳酸(PLA)材料在该技术中的应用水平,重点考察了打印速度、分层厚度、打印温度、填充率四个因素对制件尺寸精度的影响。基于四因素四水平正交试验法,对打印制件尺寸的测量结果进行极差分析,得到最优打印参数为打印速度50mm/s,分层厚度0.10mm,打印温度210℃,填充率15%。多因素方差分析结果表明:打印速度、填充率会对X,Y向尺寸精度产生影响;填充率、分层厚度会对Z向尺寸精度产生影响。

探讨3D打印数字化导板技术对下颌后牙区连续多牙种植的修复效果及三维精度的影响

探讨3D打印数字化导板技术在下颌后牙区连续多牙种植中的应用效果。方法 选取2020年3月~2022年8月于该院接受下颌后牙区连续多牙种植治疗的82例患者为研究对象,根据随机数字表法,分为对照组(传统种植导板)41例(种植牙108颗)和观察组(3D打印数字化导板技术)41例(种植牙110颗),对比修复效果及三维精度。结果 评价修复效果(种植后12个月),观察组的探诊深度[(1.59±0.43)mm]、龈沟出血指数[(0.82±0.31)]、改良菌斑指数[(0.75±0.37)]、骨吸收量[(0.52±0.08)mm]比对照组更低(P<0.05)。对比轴向误差(种植后12个月),观察组种植体的颈部误差值[(0.93±0.14)mm]、根尖误差值[(1.24±0.13)mm]、深度误差值[(0.74±0.16)mm]、角度误差值[(4.45±0.68)°]比对照组更低(P<0.05)。对比倾斜向误差(种植后12个月),观察组种植体的颈部误差值[(1.06±0.25)mm]、根尖误差值[(1.44±0.31)mm]、深度误差值[(0.48±0.16)mm]、角度误差值[(6.62±0.54)°]比对照组更低(P<0.05)。结论 在下颌后牙区连续多牙种植治疗的过程中,3D打印数字化导板技术的应用,可以获得良好的修复效果,保障其三维精度。

基于Moldflow 3D技术汽车轻量化结构件成型研究

为更直观了解汽车轻量化结构件不同成型过程对轻量化结构件的影响,本文采用Moldflow 3D技术,以差速器齿轮为例,分析差速器齿轮成型过程。通过型腔数目确定以及型腔布局的优化,加强内在设计实现汽车轻量化。仿真表明,在直行条件下,行星输入转速曲线、左半轴齿轮转速曲线、右半轴齿轮转速曲线均维持在3185°/s的转速上保持稳定不变。在转弯条件下,行星输入转速曲线、左半轴齿轮转速曲线、右半轴齿轮转速曲线维持在1592°/s的转速上保持稳定。因此设计的轻量化结构件可有效的完成直行情况和转弯情况下的行驶状态,为汽车轻量化结构件的改造奠定坚实基础。

基于拓扑优化的3D打印聚乳酸材料的轻量化结构设计

轻量化结构设计可以在保持性能的同时降低产品质量,对汽车高铁、航空航天等行业实现节能减排具有重要意义。聚乳酸具有可降解、易打印、良好的力学性能等优点,在3D打印领域得到广泛应用。本文中以可降解材料聚乳酸为研究对象,以拓扑优化作为轻量化结构设计的方法,采用熔融沉积3D打印技术,探究拓扑优化过程中参数(体积分数和惩罚因子)对工件在弯曲载荷下总变形的影响。对不同填充率下拓扑优化前后的工件质量进行对比,并探究了拓扑优化后不同熔融沉积3D打印速度下工件的弯曲性能。结果表明,当体积分数取40%、惩罚因子取3时,拓扑优化后模型最大变形量满足优化目标;3D打印的拓扑优化工件可以实现50%的减重且保持较高的弯曲力,但弯曲模量和变形量略有下降;降低打印速度对拓扑优化后工件的力学性能影响不大。

轻量化钵育秧盘的3D打印及有限元分析

新型插秧机的研发过程中,秧盘尺寸需要不断调整,为提高研发效率,引入3D打印技术制作秧盘。为使得秧盘更接近实际工况,对秧盘进行了抽壳处理以达到轻量化。为了保证秧盘组装后的强度,仅对秧盘3号块件进行抽壳。考虑到秧盘的尺寸大于3D打印机的最大打印尺寸,对秧盘进行了拆分和组装设计。为验证轻量化互锁拆分秧盘设计的合理性,对3种不同设计方式的秧盘进行了有限元分析。研究表明互锁拆分轻量化秧盘不仅能达到轻量化要求,而且其变形幅度也小。最后对轻量化互锁拆分秧盘进行了3D打印试制。实践结果表明,采用轻量化互锁设计后的秧盘,不仅省材、轻量,也能同时满足应用力学性能要求。

3D打印技术对口腔种植牙精度、种植成功率及患者满意度的影响研究

目的探讨并分析3D打印技术对口腔种植牙精度、种植成功率及患者满意度的影响。方法选取我院2022年8月至2023年7月期间接收的种植牙患者32例(共140颗牙)进行研究,采用随机数字表法将患者分为参照组(14例,60颗)与实验组(18例,80颗),参照组采用常规治疗,实验组采用3D打印技术。观察两组术后口腔种植牙精度、种植成功率、满意度以及治疗时间、恢复周期、舒适度。结果参照组颈部偏离距离以及根尖部偏离距离均在1mm以上,而实验组颈部偏离距离以及根尖部偏离距离均在1mm以下,且参照组偏离角度在4°以上,而实验组偏离角度低于3°,组间数据差异显著(P<0.05)。实验组治疗时间、恢复周期更短,舒适度更高,组间数据差异显著(P<0.05)。实验组口腔种植成功率97.50%,高于参照组口腔种植成功率83.33%,组间差异显著(P<0.05)。实验组满意度100.00%,高于参照组满意度64.29%,组间差异显著(P<0.05)。结论在种植牙中采用3D打印技术减少了误差,使患者手术时间减少,创伤更小,也利于患者的恢复,提高满意度和舒适度,推动了种植牙项目更好的发展。

3D打印定制速滑鞋垫的系统研究:设计制作与量化验证

综合相关研究发现,不舒适的速滑鞋可能增加运动员足部损伤风险,而穿着定制速滑鞋垫可以有效缓解这一问题。运用文献资料、实验分析、数据分析等研究方法,对基于一名青少年速度滑冰运动员脚型设计的3D打印定制速滑鞋垫的综合性能进行研究。得出3D打印定制速滑鞋垫能在不改变运动员原有滑行姿态特征的基础上,提高足部的主观舒适度;通过增大足底接触面积、降低足底局部压强,改善滑冰过程中局部应力过于集中的问题,降低足部损伤风险;增加运动员足中区域峰值力,实现足弓区域蹬冰力向地面的主动输出。建议后续对运动员长时间穿着该速滑鞋垫进行训练后,足底压力和下肢运动学参数进行研究;作为青少年速滑运动员的辅助装备,推动定制化速滑鞋垫在专业训练和体育教学中的普及,并不断向低成本方向改进;将其设计思路和制作技术向其他冬季项目进行推广。

基于参数化建模和3D打印的座椅轻量化设计方法

为了更好地满足现代消费者对座椅产品的个性化和情感需求,实现座椅结构的轻量化,基于参数化设计理念,选取一体化成型的潘通椅作为研究对象进行设计研究,提出一种参数化建模方法,使用三维建模软件犀牛(Rhino)和参数化插件Grasshopper完成了3个多孔结构的参数化设计方案。为了进一步验证设计优化方案在实际应用中的可靠性,选取其中一个方案使用ANSYS有限元分析软件进行了应力分析、应变分析和疲劳分析。分析结果显示,该方案在各种工况下均表现稳定,验证了其在实际应用中的可行性;最后采用3D打印技术将有限元分析的三维模型进行实体化,让座椅个性化成为可能,满足了消费者的个性化情感需求。研究基于参数化和3D打印技术,运用参数化建模方法,对潘通椅进行设计研究,通过有限元分析验证了此方法技术路线的可行性,实现了座椅结构的轻量化,赋予了产品差异化,给消费者带来了不同的个性化情感体验,从而为家具行业的数字化设计和制造发展提供参考。

3D激光雷达测量调炮精度的检测方法与精度分析

火炮武器装备调炮精度直接影响武器系统射击精度。基于3D激光雷达工作原理,结合火炮武器装备调炮工作过程,将3D激光雷达扫描测量空间点三维坐标的测量原理应用于火炮调炮精度检测,提出一种针对火炮调炮精度的检测方法。通过测量模型搭建,使用3D激光雷达扫描火炮身管(或火箭炮定向管)上能代表其轴线方向上的两个工具球,测量得到代表火炮身管轴线方向的两个工具球球心的三维坐标,进而解算出调炮后火炮身管轴线的方向角度和高低角度变化量;并开展测量精度分析和实验验证。该测量方法不仅具有测量精度高、测量简便的特点,还可以提高测量的自动化程度。

面向轻量化的零件拓扑优化与3D打印

随着科技的不断进步和全球能源短缺问题的日益严重,轻量化设计已经成为现代制造业和工程设计领域的重要发展方向。3D打印独特的制造方式可实现高度复杂结构的自由“生长”成型,实现基于轻量化的拓扑优化设计零件的制造。以轻量化为设计目标,对三角支架零件进行了拓扑优化设计与3D打印制造,并探讨了基于3D打印的轻量化途径。

3D打印技术在汽车发动机连杆轻量化设计中的应用

随着汽车工业的快速发展,发动机连杆轻量化设计成为提升汽车燃油效率、降低碳排放量的重要途径,同时3D打印技术为连杆轻量化设计提供了新的可能性。该文探讨3D打印技术在汽车发动机连杆轻量化设计中的作用和应用原则,提出3D打印技术在汽车发动机连杆轻量化设计中的应用策略,以更好地开展汽车发动机连杆轻量化设计,提高连杆的性能,降低连杆生产成本并缩短研发周期。

改进YOLOv5s的小样本3D打印点阵结构表面缺陷检测

3D打印点阵结构已经广泛应用于航空航天、机械和建筑等行业,其表面缺陷分布不均匀且特征微弱,常常造成漏检和误检。针对这一问题,提出了一种YOLOv5s-PD模型。在该模型中,添加了XSPPF模块和空洞金字塔池化模块,提高了模型对不同缺陷特征的获取能力;针对3D打印点阵结构表面缺陷分布杂乱导致误检率高的问题,在YOLOv5s模型中加入了ECA模块;考虑到3D打印点阵结构表面缺陷尺寸信息无规律并且差异较大而导致的预测框与真实框间方向不一致,采用了SIoU损失函数。采用改进模型对制作的3D打印点阵结构表面缺陷数据集进行检测,结果表明:缺陷检测的召回率达到94.0%,平均精度mAP@0.5达到96.2%,所提出的改进算法可以实现对3D打印点阵结构表面缺陷自动检测。

FDM工艺精度影响因素的实验分析

随着桌面式熔融沉积(FDM)技术的快速发展,试件的成型精度成为影响FDM发展的关键因素之一。通过实验对FDM加工过程中的打印速度、填充率、层片厚度、SolidWorks模型转化对精度的影响以及打印件的摆放方式等因素对打印件质量的影响进行详细分析,提出改善试件成型精度的实用性意见,可为后续提高FDM 3D打印试件精度提供参考。

熔融沉积型3D打印机机械零件误差对精度的影响

熔融沉积型3D打印机是一种常见的制造工具,但在打印过程中会产生机械零件误差,影响打印精度。文章探索了熔融沉积型3D打印机的机械零件误差对精度的影响,发现机械零件误差对打印品质的影响包括表面粗糙度增加、细节部分失真,以及打印物件尺寸、形状、位置偏离预期值。针对这些影响,建议采取以下措施:优化机械设计,改进结构以减少制造误差;使用高质量的机械零件,改善打印材料质量;优化打印工艺,选择合适的参数;定期维护和校准机械零件。这些措施可以使机械零件误差对熔融沉积型3D打印机精度的影响降至最小,提高打印品质和准确性。

基于Q-learning的轻量化填充结构3D打印路径规划

针对轻量化填充结构模型,提出了一种基于Q-learning算法的3D打印路径规划方法,来改善该结构路径规划中转弯与启停次数较多的问题。首先对填充和分层处理后的模型切片进行预处理,然后以减少打印头转弯和启停动作为目标,构建相对应的马尔可夫决策过程数学模型,多次迭代动作价值函数至其收敛,求解出一组取得最大回报值的动作策略,按照所设定的数学模型将该策略转义输出为打印路径,最后通过对比实验进行验证。实验结果表明:该方法能有效减少打印头的转弯和启停次数,增加打印路径的连续性,节省打印时间,同时可以在一定程度上提升打印质量。

基于SINUMERIK 808D数控系统的第三方伺服主轴控制

随着“中国智造”时代的到来,我国企业对制造装备的要求不断提高,对现有机床进行升级改造无疑是一种经济高效的选择。但数控系统对第三方产品的兼容性一直困扰着机床电气设计人员,为此,以国产加工中心改造为背景,阐述了西门子数控系统SINUMERIK 808D对第三方伺服主轴实现高精度控制的具体方法,以期为解决相关实际工程问题提供指导。

熔融3D打印机精度的影响因素及解决方法探讨

该文从硬件和软件2部分分析影响3D打印精度的因素。从硬件角度,3D打印机存在机体装配精度不够、铁氟龙管堵塞或松动、喷头磨损和耗材受潮的不足;从软件角度,参数设置不合理。上述问题都会影响3D打印精度,因此针对不同因素提出有效的改善措施。该文的分析总结对3D打印用户及厂商有指导作用,对熔融3D打印技术极具推广使用价值。

3D打印机熔融沉积成型过程数值模拟和成型精度研究

针对3D打印技术中熔融沉积成型过程的数值模拟和成型精度进行研究。通过建立3D打印机的数学模型,分析了熔融沉积成型过程中影响成型精度的因素,并采用数值模拟方法对成型过程进行了模拟。结果表明,在合理的工艺参数下,熔融沉积成型的成型精度可以得到较好的控制,实现高精度3D打印。本研究可为3D打印技术的工艺优化提供参考。

基于PROA-BP的激光3D投影振镜偏转电压预测模型

为减小激光3D投影系统振镜偏转角偏差与根据振镜偏转角标定的转轴公垂线长度e误差引起的投影系统综合非线性误差,实现激光3D投影系统高精度辅助装配,提出一种基于改进的?鱼优化算法-BP神经网络的激光3D投影振镜偏转电压预测模型,以激光出射方向单位矢量作为输入预测振镜偏转电压数值。将改进的?鱼算法与BP神经网络相结合,解决BP神经网络容易陷入局部最优解问题,并通过BP神经网络实现激光3D投影系统综合非线性误差的耦合与补偿。结果表明,改进的?鱼算法-BP神经网络训练10 000次后均方差误差和平均绝对误差均值分别是粒子群算法-BP神经网络的41.2%、62.4%,是BP神经网络的22.2%、50.7%。基于改进的?鱼算法-BP激光3D投影振镜偏转电压模型的投影定位精度为0.35 mm,与激光3D投影传统模型相比,投影定位精度提升了30%,可实现更高精度投影定位。