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1.
George W. Hart presents three examples of new computer-based “3D printing” techniques for recreating the historically important polyhedral models of Leonardo da Vinci and Luca Pacioli. It is hoped that such models will inspire students and the public to appreciate the history and beauty of polyhedra for architectural and other applications.  相似文献
2.
Supporting various applications of digital fabrication and manufacturing, the industrial robot is typically assigned repetitive tasks for specific pre-programmed and singular applications. We propose a novel approach for robotic fabrication and manufacturing entitled Compound Fabrication, supporting multi-functional and multi-material processes. This approach combines the major manufacturing technologies including additive, formative and subtractive fabrication, as well as their parallel integration. A 6-axis robotic arm, repurposed as an integrated 3D printing, milling and sculpting platform, enables shifting between fabrication modes and across scales using different end effectors. Promoting an integrated approach to robotic fabrication, novel combination processes are demonstrated including 3D printing and milling fabrication composites. In addition, novel robotic fabrication processes are developed and evaluated, such as multi-axis plastic 3D printing, direct recycling 3D printing, and embedded printing. The benefits and limitations of the Compound Fabrication approach and its experimental platform are reviewed and discussed. Finally, contemplation regarding the future of multi-functional robotic fabrication is offered, in the context of the experiments reviewed and demonstrated in this paper.  相似文献
3.
3D打印技术改变了传统的减式材料制造模式,带来了制造工艺和生产模式的变革,有力地推动了3D数字化相关技术与研究的发展.文中从3D打印的社会背景与理论背景出发,介绍了3D打印技术的分类、原理与过程.以此为基础,对近几年的3D打印中的几何计算问题给出了全面的综述,根据问题特点将其分为几何优化、结构分析、材料表面效果定制、机构设计、自支撑结构设计、内部结构设计等六大类,并对每一类作了详细的分类介绍,最后对其发展方向作了初步展望.  相似文献
4.
与传统制造所生产的产品相比,3D打印产品的成本仍相对较高.因此,如何能在不牺牲打印物体表面质量的前提下通过模型优化来减少打印材料消耗,对于降低打印成本至关重要.针对这一问题,借鉴传统渐进结构优化方法,结合Von Mises应力计算,给出一种面向3D打印体积极小的拓扑优化算法.该算法通过模型力学计算所得的最大Von Mises应力与材料允许应力之比来引导模型体积减小进化,直至最大Von Mises应力达到允许应力值为止.同时,引入多分辨率技术,由粗网格再到细网格进行优化计算,有效地提高了计算效率.与现有其他给定结构模式的方法相比,该优化结果能更好地体现模型荷载受力的传递路径.  相似文献
5.
3D 打印技术作为一种新型的快速成型技术,为三维模型实例化制造带来了很大的便利,同时也给数字几何处理带来了新的挑战。为了能够通过更加快速、廉价的方式打印出实现了某些特定功能的实例化模型,分别从模型设计和打印2个阶段对3D打印启发下的模型实例化优化研究进行概述。希望能够使读者对这方面的研究热点以及进展有基本了解,并有所启发。  相似文献
6.
针对壳状模型轻量化设计和模拟问题,提出一种基于热扩散的壳状汽车模型轻量化方法,并利用三维打印在个性化方面的优势建立具有数值模型模拟、三维打印,以及工程验证的一整套汽车轻量化建模系统。首先对模型进行特征分析和提取;然后在给定特征约束和受力工况(外力)条件下,通过热扩散对受力分布进行模拟,并将模拟数值与模型厚度进行对应,得到初步优化模型;进一步,通过三维打印得到实体实验模型,并对实验模型进行工程受力验证,进而根据工程验证情况调整热扩散程度,使得优化模型的厚度更加逼近实际受力要求;最后通过循环迭代方式得到满足受力要求的重量优化模型。实验结果表明,该方法能够在满足实际受力情况下减重达30%,并大大缩短了壳状汽车模型研发周期,是有效且高效的。  相似文献
7.
当用户评估完三维打印模型而需要修改时,目前的编辑技术需要返回原始三维模型进行修改再重新分层,效率低、易出错且编辑不直观。为此,提出面向三维打印的模型编辑方法,即用户直接编辑分层模型的轮廓线,可见即可得,其核心是特征保持的轮廓线编辑技术。首先,将每一条轮廓线分割为特征点和特征段;每个特征点具有特征保持和位移传播的功能,特征保持允许用户自由选择是否保留特征点的角度值,而位移传播则确定了编辑操作的影响范围;两者共同定义了特征点和特征段的编辑模式。然后,根据轮廓线的所有特征及其邻接关系构建一个闭合的特征链图,并结合拉普拉斯坐标的保特征性质让编辑操作在相同层和不同层内的轮廓线上传播。实验结果表明,该方法能够有效地提高面向三维打印的模型编辑效率。  相似文献
8.
针对个性化巧克力加工难、制作成本高的问题,以三维扫描、三维打印为主导技术,结合嵌入式系统,设计并实现了一套个性化巧克力三维打印系统。基于 Kinect 深度相机及外围驱动电路搭载其水平移动旋转,实现了稳定的三维扫描功能;为了适应巧克力材料的打印并提高其打印精度和效果,重新设计了三维打印喷头、改进了温度控制、热床等模块;对捕获几何数据进行算法优化,显著提高了计算效率。实验结果表明,与国内外同类技术平台相比,文中系统有更高精度的制作效果,且该平台人机交互性友好,有良好的巧克力个性化定制功能。  相似文献
9.
Recently in the area of biological manufacturing and rapid prototyping manufacturing, the bone scaffolds based on the additive manufacturing in repairing bone defects have been paid more and more attention. In the process of preparation, path planning directly affects the structure, performance as well as the final bone cell culture conditions. Due to the special natural bone scaffold structural characteristic, the traditional rapid prototyping(RP) path planning is not fully suitable for the preparation of bone scaffolds. In this paper, based on the 3D printing extrusion forming technology, a method of path planning for osteochondral integrated scaffolds with gradient structure is put forward, which provides a theoretical basis for bone-scaffold modeling and practical preparation. The implementation of the path planning processing system makes it possible to process data automatically from the initial stereo lithography(STL) model of the actual bone defect part by computer X-ray tomography technique(CT) scan or modeling,to generate the path code and to generate the final machining information after post-processing. This work provides some guidelines for independent research and development of automation equipment for biological manufacturing preparation and software technology.The experiment and test results have verified the validity of the path planning method and the good properties of the bone scaffolds with gradient structures.  相似文献
10.
目前,FDM三维打印系统制件加工时间比较长,成型效率较低。在权衡加工时间和加工精度的前提下,从切片层厚和层扫描速度控制的角度,提出了一种基于面积变化率的自适应切片层厚控制和基于周长变化率的自适应层扫描速度控制相结合的算法。首先通过二维轮廓面积变化情况计算每层切片数据的层厚值;然后用获得的层厚数据对模型进行切片,得到每层可打印的真实轮廓;最后计算每层二维多边形轮廓的周长,并根据周长的变化情况确定该层合适的扫描速度。实际打印测试结果表明,该算法可以有效降低打印时间,提高成型效率,验证了算法的有效性。  相似文献
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