PVA纤维在3D打印混凝土中的应用研究

3D打印技术具有快速成型、无需模具、可精细化制作复杂结构的特点,近年来被应用在建筑行业,来更快更好地完成工程建设。3D打印建筑材料多为水泥基材料,其工作性能和力学性能与普通混凝土有一定的区别。为得到适用于3D打印的混凝土材料,本研究基于3D打印材料的性能指标,利用PVA纤维改善混凝土性能,进一步调整配合比后,最终得出适用于3D打印的早强混凝土材料。     

计算机辅助空间结构节点智能优化设计与3D打印

为解决空间结构节点拓扑优化与3D打印设计制造方法参数化程度低的问题,提出了一套完整的计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程(CAE)和计算机辅助制造(CAM)工作流,用于空间结构节点智能化拓扑优化设计、数值分析和3D打印制造。首先基于参数化平台Grasshopper建立空间结构节点的参数化一体化拓扑优化CAD程序,自动生成优化节点模型;利用Abaqus/CAE平台对优化节点进行有限元结构分析;通过Fusion 360的CAM模块完成3D打印设计仿真和生成制造文件。结合单层网壳和双层网架结构的节点实例,验证了提出的工作流的适用性。分析结果表明：智能生成的节点较传统形式节点更美观独特且具有轻质高强的特性,在相同受力工况下,优化节点的体积仅为传统空心球节点的40%～60%,其柔度、峰值位移和峰值应力等各项力学性能指标即可优于空心球节点;采用316L不锈钢材料,基于选区激光熔融3D打印工艺可实现该高性能节点的精密制造。     

多壁碳纳米管对3D打印混凝土性能影响试验研究

3D打印混凝土具有快速成型、无需模具、可精细化数字制作等多种优点,越来越多地应用在建筑行业中,但其强度和工作性能一直是推广应用的主要障碍。研究了碳纳米管对3D打印混凝土工作性能和抗压强度的影响。结果表明,碳纳米管的加入对3D打印混凝土的流动性没有明显影响,最大流动降低率为3.7%;适量碳纳米管对3D打印混凝土抗压强度有提高作用,特别是早期强度,对于使用52.5级硫铝酸盐水泥的试验组,3 d抗压强度较未掺碳纳米管的提高幅度最大,为33.6%。     

基于I-DEAS的CAD/CAM一体化技术在数控加工中的应用

论述I-DEAS软件CAD/CAM系统的技术特点。通过对I-DEAS的CAD/CAM技术在电子设备结构件和天线模具数控加工中的应用实例,说明CAD/CAM一体化技术在产品设计和制造中的作用,并总结出CAD/CAM一体化的数控加工工艺路线。     

3D打印可冲刷水泥基材料建造及力学性能EI北大核心CSCD

针对混凝土结构复杂构件的3D打印需求,提出了通过可冲刷模板与现有常规3D打印混凝土组合打印来实现空间结构造型的技术,并基于3D打印可冲刷水泥基材料四面体性能机制模型和层次分析法优化了可冲刷模板设计流程.通过分析硫氧镁水泥中吸水性树脂(SAP)与高岭土掺量对水泥基材料力学性能、可打印性、可建造性和可冲刷性的影响规律,设计出具有良好流动性,适宜可打印性和稳定可建造性的硫氧镁水泥3D打印可冲刷模板.采用数字图像相关方法(DIC)来动态监测打印成型阶段的条带层叠时随变形,建立了可冲刷模板条带层叠时随变形对数模型,为3D打印复杂空间结构建造提供技术支撑.     

CAD/CAM技术在包装设计制造中的应用

本文运用计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)技术设计并制作木质包装盒,重点描述了设计过程和制作过程,运用Rhino对木质包装盒的外观造型进行3D建模,再经过数控编程和模拟仿真,最后运用数控机床制造出木制包装盒。试验过程及成品证明CAD/CAM在木质包装盒的批量生产制作上是可行的。     

挤出形状/尺寸对3D打印混凝土力学性能的影响

为了揭示3D打印挤出形状和尺寸对成型混凝土性能的影响机制,对比了模具成型、同挤出流量条件下不同挤出形状（三角形、方形和圆形）成型、同挤出形状条件下不同挤出尺寸成型、同挤出形状和同尺寸下不同打印条排列成型的混凝土断面形态、力学性能和空间孔隙分布,分析了不同挤出形状和尺寸条件下打印试件的层/条缺陷特征,探讨了打印试件孔隙率与其力学性能的对应关系.结果表明：层间和条间缺陷会显著影响打印试件的密实度,在同挤出流量条件下,由于层/条间的压紧作用,挤出形状呈三角形的打印试件具有最少的层间缺陷和最佳的力学性能;同形状的打印试件随着挤出尺寸的增大,其缺陷降低、力学性能提高;在挤出形状和尺寸均不变的情况下,打印口交错排列可提升打印试件力学性能13%～47%.     

3D打印建造技术的原理与展望

3D打印建造技术是快速成型技术在工程建设领域的应用。介绍3D打印技术的原理、发展简史和成型方法,分析3D打印技术的特点,讨论3D打印建造技术的发展状况和实际效果,揭示了3D打印建造技术在建筑设计、建筑机械、建筑材料和建筑标准等方面需要解决的难题,提出应当制定产业政策扶持3D打印建造技术发展。     

基于FDM的3D打印动力驱动研究

3D打印技术是快速成型技术的一种,根据成形材料及打印加工过程的不同又可分为不同类型的技术,叠层实体制造法(LOM)、熔融沉积制造法(FDM)、光敏液相固化法(SLA)和选择性激光烧结法(SLS)等是目前3D打印技术应用最为广泛和成熟技术类型[1]。本文在研究打印原理的基础上基于FDM打印,通过具体实例主要就3D打印电机驱动及控制原理进行了阐述,为电机的开环和闭环控制提出方案,为3D打印技术的精度改进提供原理依据。     

计算机辅助建造技术(CAM)在风景园林规划设计阶段的应用探索

计算机辅助建造技术(CAM)是利用计算机技术和三维成型技术进行辅助生产和建造的一系列技术的统称。对当前较为普及的CAM输出技术如激光雕刻、CNC数控机床和3D打印的运作原理和输入流程进行了简介,并且阐述了CAM技术在风景园林规划设计阶段中的应用潜力:对场地条件进行清晰直观的再现;对设计草案进行反复多次的实物推敲;对设计方案进行理性量化的物理验证;对设计成果进行快速精确的实物表现等。最后,认为CAM技术有望弥合风景园林从场地到规划设计再到场地过程中的信息错位,让风景园林规划设计拥有三个维度的实体操作平台。