Effect of MgO sintering additive on mullite structures manufactured by fused deposition modeling (FDM) technology

An optimized recipe for 3D printing of Mullite-based structures was used to investigate the effect of MgO sintering additive on the processing stages and final ceramic properties. To achieve dense 3:2 mullite, ceramic filaments were prepared based on an alumina powder, a methyl silicone resin, EVA elastomeric binder and MgO powder. Using 1 wt% MgO and a dwell time of 5 h at 1600 °C, a dense mullite structure could be obtained from filaments with a diameter of 1.75 mm. Ceramic structures with and without sintering additive were printed in vertical and horizontal direction, to investigate the effect of printing direction on mechanical strength after sintering. Using four-point bending test, it was demonstrated that by using MgO, the printing orientation did not affect the mechanical strength significantly anymore. The low Weibull modulus could be explained by the closed porosity that emerge during the degassing of the preceramic polymer due to cross-linking.     

A novel linearly-weighted gradient smoothing method (LWGSM) in the simulation of fluid dynamics problem

This paper describes a novel linearly-weighted gradient smoothing method (LWGSM). The proposed method is based on irregular cells and thus can be used for problems with arbitrarily complex geometrical boundaries. Based on the analysis about the compactness and the positivity of coefficients of influence of their stencils for approximating a derivative, one favorable scheme (VIII) is selected among total eight proposed discretization schemes. This scheme VIII is successively verified and carefully examined in solving Poisson equations, subjected to changes in the number of nodes, the shapes of cells and the irregularity of triangular cells, respectively. Strong form of incompressible Navier–Stokes equations enhanced with artificial compressibility terms are tackled, in which the spatial derivatives are approximated by consistent and successive use of gradient smoothing operation over smoothing domains at various locations. All the test cases using LWGSM solver exhibits its robust, stable and accurate behaviors. The attained incompressible LWGSM solutions show good agreements with experimental and literature data. Therefore, the proposed LWGSM can be reliably used for accurate solutions to versatile fluid flow problems.     

熔融挤压快速成型中支撑工艺的研究

针对单喷头的熔融挤压快速成型制作成型件的特点,必须保证能很好地去除支撑才能得到制件的要求,对熔融挤压快速成型中支撑工艺进行了研究。支撑关系到零件的加工成败、加工时间和表面质量等,提出了支撑的一些生成原则和设置辅助支撑的作用。根据挤出丝的截面形状,建立了支撑丝宽的数学模型,对生成支撑的重要工艺参数进行了分析,结果表明:栅格宽度w较出料速度v对支撑间的间隙L0影响要大,但当层高h由0.2 mm变为0.1 mm时,栅格宽度对支撑间间隙的影响基本不变,而出料速度对支撑间间隙的影响成倍增长,并进行了实验验证。     

多分量感应测井井眼及侵入影响因素分析

采用频率域有限差分方法实现了三维地层条件下的多分量感应测井响应模拟,该算法基于各向异性介质条件下的1组标量-矢量位方程实现Maxwell方程的求解。考察了井眼倾斜、井眼尺寸、电导性泥浆及电阻性泥浆对测井响应的影响。结果显示在大斜度井中共轴信号(z-z)比共面信号(x-x,y-y)对界面更加敏感;井眼泥浆影响最严重的是x-x分量,并且共面信号受井眼泥浆影响规律复杂多变;电导性泥浆对多分量感应测井响应影响比较明显,而电阻性泥浆在一定条件下造成的影响也不可忽视。     

基于FDM进丝系统的通信技术研究

提出了一种采用PC机与单片机通信的方法,解决了FDM进丝系统的控制信息与反馈信息的传输问题。该方法有有连接与无连接两种传输模式,采用自定义的协议进行通信,可分别适用于数据量大、精确度要求高和数据量小、实时性要求高的情况。采用该方法后,FDM进丝系统的稳定性大大提高,并且由此提高了成型精度。     

FDM 3D打印工艺参数对PLA制件力学性能的影响

采用五因素四水平正交试验设计,对16组不同工艺参数(打印层厚、填充密度、打印温度、填充速度、外壳厚度)的FDM 3D打印聚乳酸(PLA)制件力学性能进行了测试和结果分析,确定了影响PLA制件力学性能的主要因素,其中,外壳厚度对制件力学性能影响最为明显,打印温度影响最小,同时分析得到了在打印层厚0.15 mm,填充密度40%,打印温度210℃,填充速度60 mm/s,外壳厚度1.6 mm条件下可获得力学性能最佳的制件。最后对试验数据进行回归分析,拟合得到了FDM打印工艺参数与PLA制件力学性能指标的数学模型;通过对不同打印工艺参数的试样进行试验验证,表明该模型拟合误差小(5%以内),可靠性高,可用来对FDM 3D打印制件的加工提供参考。     

红外锁相法热波检测技术及缺陷深度测量

研究了红外锁相法热波检测技术的原理、缺陷深度测量及在蜂窝夹层结构及焊接构件检测中的应用。建立了二维热传导有限差分模型,采用该模型计算了强度按正弦规律变化的热流引起试件表面温度变化的历程,基于锁相法提取了有缺陷与无缺陷处的准稳态温度变化,并计算了二者的相位差。然后,建立了热波在试件中传导的热-电等效模型,利用该模型对红外锁相法热波检测技术进行了仿真研究,得到了缺陷深度和反射热波与入射热波相位差之间的关系。最后,采用红外锁相法热波检测技术对模拟缺陷的蜂窝夹层结构试件和实际焊接构件进行了无损检测试验。结果显示,有限差分模型和热-电等效模型计算有缺陷与无缺陷处的相位差与试验结果基本一致,偏差5%,表明采用红外锁相法热波检测技术能够快速、准确地获得缺陷大小、位置等,该技术也适用于有复杂曲面结构的构件。     

FDM系统的重要工艺参数及其控制技术研究

FDM快速成型系统的工艺过程中，有很多因素影响着FDM工艺的原型精度和成型时间，其中工艺参数的影响是主要因素之一。论文着重分析了8个最重要的工艺参数对FDM工艺的原型精度和成型时间的影响。在FDM系统实验调试阶段和FDM工艺过程中，实现对这8个重要工艺参数的控制具有非常重要的实际意义。论文详细地论述了FDM系统实现对这些重要工艺参数进行控制的控制技术。实践证明，通过这些控制技术可以自由地设置调节工艺参数，通过选择合理的工艺参数达到最佳的工艺效果。     

FDM工艺中的尺寸补偿

分析了不同的挤出速度情况下丝的截面模型,计算出相应的理论丝宽值,并进行了丝宽尺寸补偿。在对原型件的尺寸补偿上,综合考虑了各方面的影响因素,得出了正确的补偿量计算公式,并得到了试验结果的证实。     

一种基于OFDM信号周期平稳特性的系统时延和频偏的盲估计算法

该文首先提出一种基于信号周期平稳特性的OFDM系统时延和频偏的盲估计算法,然后分析算法,获得一种可以估计非整数倍样点周期的时延和扩大频偏估计范围,实现整个OFDM系统带宽范围内的频偏估计的方法,并指出本算法可以在信道未知的情况下获得好的估计性能,最后给出相应的仿真结果。理论分析和仿真结果表明,本算法有很好的抗噪特性、强的变化信道适应性,与同类方法比较,具有更高的估计精度、估计非整数倍样点周期时延和扩大频偏估计范围的能力。