3D打印专业教育人才培养体系研究

目前国内高校在3D打印专业技术人才培养方面尚处于起步阶段。从3D打印行业发展现状出发,结合当前政策环境和社会需求,阐明了构建3D打印专业教育人才培养机制的迫切性与可行性。针对本校3D打印专业建设实际,在教育理念、培养目标、培养模式、课程体系、实验室建设及专业发展等方面进行了探索与实践,为我国3D打印领域的专业技术人才培养提供了重要借鉴和依据。     

任务信息驱动的3D打印云服务平台知识管理模型

为了有效辅助用户在3D打印云服务平台上完成产品开发任务,针对3D打印云平台任务流程复杂、任务主体类型多样的特点,提出一种面向任务信息的3D打印云服务平台知识管理模型。梳理了3D打印云平台知识类型,分析了平台典型任务过程并建立了任务阶段间的信息交互映射模型。构建了3D打印云平台知识管理模式,基于本体对知识和任务进行了语义化表示,针对特定任务阶段,提出了综合任务过程属性和任务对象属性的知识双重过滤模型,通过任务对象属性语义扩展保证了知识方案的完整性,实现了个性化的知识服务。开发了3D打印云平台环境下的知识管理系统,通过案例验证了本文提出的管理模型的可行性和合理性。     

面向3D打印平台的蒙皮加厚产品报价方法

针对Shapeways 3D打印平台的机械空间算法在材料费用方面计算精度的不足,提出一种产品蒙皮加厚方法。该方法结合符号距离场与偏置法对产品进行蒙皮加厚,建立了一种更精确的材料费用计算模型。在考虑材料成本和制造成本的基础上,建立了一套面向3D打印平台的产品报价流程及方案。通过实例验证了所提方法的有效性和可行性。     

基于云制造的3D打印机应用模式研究北大核心

在云制造模式提出的背景下,将先进的3D打印技术同云制造相结合,提出了一种新的制造模式——3D云制造。介绍了3D云制造服务模式,探讨了3D云制造平台的体系架构,分析介绍了3D云制造模式的特点和优势,最后通过案例介绍了3D云制造平台工作流程并进一步证明了3D云制造模式的可行性。     

基于云制造的3D打印机应用模式研究

在云制造模式提出的背景下,将先进的3D打印技术同云制造相结合,提出了一种新的制造模式——3D云制造。介绍了3D云制造服务模式,探讨了3D云制造平台的体系架构,分析介绍了3D云制造模式的特点和优势,最后通过案例介绍了3D云制造平台工作流程并进一步证明了3D云制造模式的可行性。     

网络3D打印系统的结构及中间数据格式分析

作为在互联网时代产生的新的制造方式,3D打印技术网络化是必然的趋势。现有文献对3D打印的网络化研究还比较少。针对3D打印技术的发展趋势,对网络3D打印的结构进行了分析,提出了三种网络3D打印系统的结构,并分析和这些结构相适应的3D打印中间数据格式。通过对文献的研究,提出了分层截面格式。在和STL(stereo lithography)格式进行对比的基础上,对分层截面格式进行了比较分析,给出了它的特点及实现思路。     

空调开关座样件的3D打印及性能测试分析

以3D打印制造的汽车空调开关座样件为研究对象,利用3D打印技术制作样件,探讨3D打印样件在汽车零/部件新产品试制中的可行性。对比分析了3D打印样件与注射成型的工程样件(Off Tooling Samples,OTS)工艺流程的差异,体现了3D打印样件的无模制造特点。参照QC/T 15—1992《汽车塑料制品通用试验方法》等有关国家及行业标准,结合材料强度理论,通过试验验证了3D打印样件的力学性能和耐温特性。分析试验结果,找出了3D打印样件与OTS样件及常规ABS塑料在拉伸、弯曲和冲击性能方面的差异性。研究结果表明,与OTS样件比较,3D打印样件在拉伸、弯曲和冲击性能方面还存在一定的差距,提出了3D打印样件用于新产品开发过程中的外观效果评估、工艺验证、尺寸及功能验证的建议。     

3D打印公有云平台运营机制及盈利模式研究

针对当前3D打印技术产业化发展缓慢,难以快速提高中小型企业产业集群快速产品开发能力的问题,分析了当下3D打印技术的应用现状,提出了构建基于面向服务的云制造模式3D打印公有云制造服务平台。从根本上搭建了3D打印公有云制造服务平台的组织架构,提出了"运营主体+技术支撑方+科技能力及其推广服务提供方+科技能力及其推广服务资源渠道"的全流程域、大范围的组织架构,在此基础上研究了平台的运营机制和盈利模式,最后通过实例即云创3d平台商业运营状况,说明了理论研究具有转化成果的可行性。     

熔融沉积式3D打印切片轮廓路径优化算法

在研究3D打印切片过程中,针对当前存在打印效率低、加工时间长等问题,提出一种熔融沉积式3D打印切片轮廓路径优化算法.该算法采用一种改进的最短距离法确定各个轮廓的打印起始点,并将蚁群算法与遗传算法有效结合,形成一种改进的蚁群算法模型,最后应用到3D打印切片轮廓路径规划中,求出单层轮廓的最优打印顺序.通过与传统切片软件Cura和Slic3r进行打印实验对比,采用本文提出的优化算法打印实验零件的单层轮廓打印路径长度分别减少了 18.68％和17.53％,打印时间缩短了 13.83％和13.15％.结果表明,本文提出的一种熔融沉积式3D打印切片轮廓路径优化算法的打印效率更高,打印时间更短.     

FDM 3D打印技术在机械专业教学中的应用探讨

针对传统机械专业教学中教学方式平面化、三维教具制作成本高等问题,探讨了将低成本熔融沉积(FDM)3D打印技术应用于机械专业教学的可行性。以专业课程教具设计与制造为例,分析了3D打印应用的流程与成本。分析表明,在机械专业教学中应用3D打印技术可以实现教具的特殊性设计和快速低成本制造,将传统的二维教学模式转变为三维模式,从而激发学生积极性,提高教学质量。     

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。     

蒂森克虏伯启动3D打印中心

正为了推进3D打印技术在工业领域的应用,蒂森克虏伯集团日前在德国米尔海姆市开设了一家3D打印技术中心。该中心所有产品的设计和制造均在数字平台上进行,可对金属、塑料等原材料进行定制化加工,在供应链和附加价值上都具有显著优势,将有效地惠及客户和生态环境。     

3D打印在电网设备结构设计与制造中的应用概述

介绍了电网设备设计的结构快速原型、拓扑优化和逆向建模等设计输出的特点和制造需求,阐述了3D打印在电网设备制造中的工艺可行性和经济可行性,指出了现有打印技术存在打印精度与电气性能、打印价格及速度与规模化制造之间的问题,提出了适用于电网设备结构设计制造的打印尺度两极化、高性能打印材料、打印环境适应性和打印系统智能化等4点3D打印关键技术需求,明确了面向电网设备设计制造的3D打印技术发展方向。     

3D打印技术与创新创业课程教学初探

提出了3D打印技术与创新创业课程开设的必要性,探讨了课程的教学内容和3D打印实验,结合学生特点进行了CAD建模训练的探索,取得了较好的效果。     

曲面共形3D打印轨迹路径的生成方法

共形3D打印是利用3D打印的方式在紧贴承载曲面上完成共形结构制造的技术。应用3D直写技术和六自由度机械手控制技术,完成共形3D打印平台的搭建。对曲面共形3D打印轨迹路径生成的数据流结构进行分析,论述了轨迹路径的生成方法。以CAM中曲面上轨迹路径的刀位轨迹点信息为媒介,由代码转换程序将机械手系统与CAD/CAM系统连接,根据机械手的控制要求,通过坐标变换和机床旋转角求解,实现从刀具轨迹路径的刀位信息到机械手运动的位置点信息的转换,解决了曲面共形3D打印轨迹路径生成的问题。实验完成了曲面共形结构的较高精度打印,证实了这种轨迹路径生成方法的可行性。     

FDM大型3D打印机的制作与工艺分析

随着行业的发展,3D打印技术在工业领域的应用已成为不可阻挡的趋势。但是目前大多数3D打印机仍停留在桌面级,并不能真正推动制造业的大型化和工业化。因此,大型3D打印机的设计制作将会成为未来3D打印技术的研究方向。以北京通州区某机械公司一遗弃的数控机床为三维平台,制作了可打印大型铸造模具的工业级3D打印机,其中包括熔融挤出系统、三维移动系统、三维控制系统、基板加热系统等。以玻纤含量为20%的ABS为材料,初步探究了其打印可行性。研究了不同计量螺杆转速和压力对熔体挤出质量流量的影响;研究了不同打印速度、计量螺杆转速、层高对堆叠后单丝宽度的影响。通过对实验数据的分析,得到了不同工艺参数对质量流量和丝宽的影响规律,解决了熔体堆积过程中流量分布不均及溢料问题,并为后续打印提供了数据依据。对打印机进行模具打印测试,验证了其打印可行性。     

3D打印航空涡轴发动机附件传动机匣应用研究

结合3D打印工作原理,针对航空涡轴发动机集成化附件传动机匣存在的加工难度大、周期长等问题,提出了3D打印成形附件传动机匣毛坯的解决方法,并通过试制及试验,验证了3D打印技术在航空涡轴发动机附件传动机匣上应用的可行性。本次工程应用提前暴露了集成化附件传动机匣的设计问题,为其他航空发动机复杂零件设计提供了新的方法和思路。     

3D打印在机械制图教学改革中的应用研究现状

随着现代制造技术的提高,3D打印技术已经逐渐成为一种成熟的加工技术,必然是未来制造业的重要加工方式之一,在未来的教育领域中也必然会得到广泛的应用。在教学中应用3D打印技术改进目前机械制图课程教学,增加学生兴趣,提高教学质量,使教育教学的质量和品质不断进步,本文从3D打印在机械制图教学的角度,展开对3D打印技术机械制图教学工作的影响,将3D打印和三维建模结合制图教学工作,探讨教学应努力的方向,全面培养学生的思考能力以及实际操作能力,可以解决传统教学模式存在的不足之处,值得深入研究。     

3D打印技术对核电设计与制造影响的基本思考

对3D打印技术体系和国内外产业发展现状等进行了综合分析,重点阐述3D打印技术在核电设计与制造业中的潜在应用,并从设计与打印的平台开发、核级材料的应用开发、制造验收标准的开发等方面分析影响3D打印在核电装备应用的关键因素,探讨了3D打印技术对核电设计与制造变革的重要意义。     

基于逆向工程和3D打印技术的游戏手柄模型设计与制造

逆向设计工程与3D打印技术是科技发展的前沿技术。把它们有效结合起来,可为复杂零件再设计与制造提供技术支持与保障。因此,通过对游戏手柄模型的再设计与制造,验证了逆向设计与3D打印技术在复杂零件设计与制造的可行性和先进性。