带RTCP功能的五轴机床后处理程序开发

为解决带旋转刀具中心点(RTCP)功能五轴机床的后处理问题,以国产桌面式双回转工作台型五轴机床结构为研究对象,对其运动链进行了分析和建模,建立了其正向运动学方程;对旋转轴和平动轴分别进行了反向运动学求解,分析了旋转轴双解问题的求解策略;同时结合五轴机床的RTCP功能,开发了一套通用性较强的后置处理程序。最后对后处理程序进行了五轴加工实验,验证了该程序在实际应用中的正确性和有效性。

3D打印碳纤维复合材料力学性能计算与实验

针对三维打印(3D打印)连续碳纤维热塑性复合材料力学性能计算需求,结合3D打印熔融沉积成型工艺特点,考虑填充率和沉积线角度等工艺参数影响,对传统复合材料混合定律进行改进,提出一种基于改进混合定律计算预测3D打印连续碳纤维增强热塑性复合材料结构件拉伸强度和模量的新方法。研究表明,在不同填充率下,所提出的基于改进混合定律计算得到的拉伸强度与实验结果更加接近,平均预测误差为1.8%;而根据传统复合材料混合定律计算拉伸强度与实际测试结果相比,平均预测误差为11.6%;相较传统复合材料混合定律,所提改进混合定律计算方法平均预测误差减小9.8%。研究结果为3D打印连续碳纤维增强热塑性复合材料结构件力学性能的可调可控打印提供了一种可行的理论计算方法。

基于树莓派的三维打印上位机控制系统

在深入研究三维打印开源Marlin固件通信协议的基础上,开发了一种基于卡片式计算机树莓派的三维打印控制架构及软件系统。在树莓派端实现了串口自动连接、打印代码发送、实时数据采集以及人机交互4大功能模块,能够满足日常三维打印控制需求,从而可以树莓派取代PC,大幅降低三维打印机成本。

三维打印无人车间实验平台研发

开发了一套面向网络制造的三维打印无人车间实验平台。该车间包含三维打印机群、仓储系统、工业机器人、直线导轨等制造执行单元,其中打印机经过改造,具有热床托盘可互换的特点,配合机器人夹具,可实现自动上下料功能。这些单元通过以太网互联,在主控程序及设备状态表协调下有序工作,实现包括制造、搬运、仓储等功能。基于该平台提供的打印服务,用户只需在三维打印云平台网站上选择目标模型,设置简单的工艺参数,便可实现打印需求。

基于数控技术的机械加工机床研究

随着当前数控技术加工的持续发展,机械加工机床的应用逐渐广泛,数控技术在多个行业和层面得到了有效的应用,由此对数控技术机械加工机床的研究有着十分重要的现实意义。数控技术机械加工机床的研究,为数控程序的优化设计,编程效率的提高以及数控机床的合理使用奠定了良好的基础。通过对数控机械加工技术工艺原理和工艺特点的分析,明确了数控技术在数控机械加工中的有效应用,为类似数控技术中的机械加工机床的研究提供了可供参考的经验。

机械计算机辅助设计(CAD)的开发技术分析

机械计算机辅助设计CAD开发技术是推动机械工业发展的科技手段,是计算机软件应用创造商业价值的充分体现,是一个国家工业发达程度的一个标志。该文详细论述了CAD软件设计开发的技术方法和应用理念。用通俗易懂的方式阐述CAD技术特性,最大限度的在机械设计中发挥CAD技术的应用功能,制造出高精端的产品服务于社会。

碳纤维基储能构件及3D打印个性化封装

该文围绕“新能源+储能”发展新模式,开展双电层碳纤维基储能构件设计制造及三维打印(3D打印)个性化封装研究。采用真空抽滤吸附碳纳米管工艺,制备了高比表面积碳纤维布电极;调配不同浓度聚合物电解质溶液,探索了电解质溶液浓度对碳纤维基储能构件充放电性能的影响;建立基于熔融沉积成型3D打印工艺的个性化封装设计制造方法,解决了双电层储能构件个性化封装成本高且周期长的问题。结果表明:引入碳纳米管可极大提高双电层储能构件的储能性能,电解质溶液浓度对储能构件峰值电压影响不大而对峰值电流具有显著影响,3D打印技术可助力储能构件快速实现个性化封装。研究成果可为新工科背景下的大学生工程训练教学改革与新技术应用提供借鉴与参考。

计算机软件教学的“实践型策略”

计算机软件是计算机的核心,也是新时期计算机教学的重点内容。在推进计算机软件教学的过程中,教师面临着不少的困难和压力,集中表现为教学的针对性不足,教学策略与学生技能提升之间存在脱节的现象。因此,必须采取更具针对性,更具实践特征的教学策略。本文正是以此为主要线索,论述了计算机软件教学中"实践型策略"的应用意义,并指出了具体的对策和方法。

基于itchat的微信群签到系统开发

微信群普及率高、建群方便、使用门槛低,是签到的优质媒介,但目前尚无直接将微信群用于签到的文献报道。原因在于直接在微信群签到无法规避签到作弊行为,且在微信软件上人为统计签到结果费时费力。为此,开发了一套基于itchat的微信群移动签到系统,用于高校实验课堂签到。该系统包括GPS定位分享微信小程序和itchat端微信群监控程序两部分,可以轻松实现微信群签到功能,具有签到流程简单、速度快、结果可信、报表自动生成等特点。使用该系统签到,无需注册、登录,无需安装任何软件,签到学习成本几乎为零,只需在微信上发言便可完成签到。

模块化异质多材料原位增材制造实验平台研制

针对复杂热塑性高分子材料及其复合材料构件制造和实验教学需求,结合分层叠加制造工艺,融合模块化设计思想,研制了模块化异质多材料原位可控增材制造实验平台,包括双喷头打印模块、变姿态成形平台、驱动模块及控制系统等;以连续碳纤维与连续玻璃纤维为增强材料,聚乳酸与聚氨酯为热塑性材料,进行了平台功能、性能测试与验证。结果表明,该平台可实现纯热塑性材料结构、连续纤维与热塑性材料混合结构的可控打印以及连续纤维多方向增强结构件制造,为异质多材料结构件快速制造提供了一种新工艺和新设备。

FDM三维打印送丝异常检测装置研制

FDM三维打印机结构简单、价格低廉,已在国内各大高校广泛流行,用于工程训练、建筑设计、原型开发等。但是,FDM三维打印机容易发生喷头堵塞、断丝等送丝异常现象,使得大型构件的打印成功率下降。针对这一情况,研制了一种送丝异常检测装置。在打印过程中实时采集丝材运动信号,通过修改打印机主控板固件,结合开发的相应算法,分析、识别送丝异常信号。配合上位机程序,可实现送丝异常发生时自动停止打印,并在人为排除异常后重新开始打印的功能,从而大大提高打印成功率。

三维打印与真空辅助融合的复合材料成型探索

针对纤维复合材料真空辅助成型工艺中模具制造周期较长的问题,提出一种三维打印与真空辅助融合的纤维复合材料成型技术。将数字化设计方法与三维打印技术应用于成型模具的设计制造,极大地缩短了模具的设计制造时间,特别是复杂模具的快速制造。通过流道与模具的一体化设计制造,简化传统真空辅助成型工艺中流道优化布置工序,无需额外配置真空阀及快速接头等部件,节约生产成本。以熔融沉积成型三维打印工艺为例,采用单向连续碳纤维与碳纤维布为增强材料、双组份环氧树脂胶为复合材料基体、聚乳酸为模具材料,对上述方法进行实验验证。结果表明,所提方法可实现复合材料成型模具的快速制造,有效缩短纤维复合材料产品的成型制造周期。