3D打印混凝土打印喷头的研究进展

3D打印混凝土技术是一种利用打印喷头选择性地叠加混凝土材料的成型方法,该技术以数字制造、降维制造、堆积制造、直接制造、快速制造等特点为绿色建筑业发展提供了新思路。3D打印混凝土设备的机械系统具备材料混合、搅拌和挤出打印3个主要功能,主要由混料装置、供料传送装置、打印装置和机架组成。打印喷头是3D打印混凝土设备机械系统的关键部件,不仅要满足均质浆料能够顺利挤出的需求,还应保证打印出的构件不坍塌并具备良好的层间结合强度等。因此,打印喷头的结构设计也是设备研制的重要任务之一。本文系统地总结了国内外3D打印混凝土成型工艺,按照功能特征分类介绍了3D打印混凝土设备的打印喷头,对其结构及工作原理进行了分析。     

选区激光熔化3D打印钛合金及其复合材料研究进展

综述：生物医用铁基磁性纳米颗粒的制备研究进展

毛宇,李艳,顾宁

（东南大学 生物科学与医学工程学院,江苏省生物材料与器件重点实验室,生物电子学国家重点实验室,南京 210096）

摘要：磁性纳米材料具有独特的物理性能、化学性能以及生物效应,是一类重要的功能材料,可以应用于很多领域。在过去的几十年,铁基磁性纳米材料由于其优越的磁性能和巨大的生物医用潜力在生物医学领域引起了大量的关注。特别是具有诊断和治疗功能的磁性氧化铁纳米颗粒一直在生物医学领域发挥着重要作用。磁性氧化铁纳米颗粒是良性的、低毒的、生物相容且生物可降解的,是目前美国食品及药物管理局批准的唯一可用于临床的无机磁性纳米材料。本综述主要介绍了生物医用铁基纳米材料包括铁单质纳米颗粒、铁基合金纳米颗粒及磁性氧化铁纳米颗粒的制备研究进展,重点介绍了磁性氧化铁纳米颗粒的制备方法,并总结指出了磁性氧化铁纳米颗粒制备方法发展的重要性。

关键词: 铁基磁性纳米材料;生物医用;磁性氧化铁纳米颗粒;诊断和治疗功能;制备方法

     

3D打印路径规划研究

以机械制造为背景,针对机械中多封闭轮廓部件在3D打印路径扫描过程中产生空行程的问题,提出了一种结合遗传算法和蚁群算法的路径规划优化算法,合理规划各轮廓的扫描顺序及扫描起始点,缩短了3D打印扫描过程中轮廓路径的总长度,减少了轮廓路径的空行程,从而提高成型的速度和质量。该融合算法既解决了蚁群算法初期盲目性大的问题,又解决了遗传算法启发信息利用不足和容易陷入局部最优解的缺点。实验结果表明:所提出的方法能够减少空行程,提高成型速度和质量。     

绘图仪式高速激光树脂3D打印设备研制

为了进一步探索3D打印实现方法,提高精度和效率,在绘图仪的结构基础上,结合光固化立体打印技术(SLA)的原理,设计了一种用于树脂材料的绘图仪式3D打印设备(SLP),它拥有绘图仪式的运动结构,激光及聚焦部分可直接做xy二维运动.相对于SLA技术,SLP大幅减小了焦距,所以对光源的要求更低.相比SLA和数字光处理技术(DLP),SLP加工幅面更容易扩大.     

论3D打印技术所带来的知识产权保护问题

3D打印技术给知识产权保护带来诸多挑战。本文从3D数字作品和3D打印作品人手,对3D打印技术的全过程进行分析后,提出三个关于3D打印知识产权保护的建议：第一,我国著作权法应该引入数字作品原创性测试法,以明确3D数字作品的保护范围及外延;第二,将CC知识共享协议强制引入3D数字作品共享平台,以降低著作权侵权率;第三,将我国著作权法中的＂通知、移除＂规则引入专利法,提前阻止专利侵权的发生。     

3D打印技术中的数据文件格式

3D打印是一种快速成型技术,以数字化模型文件为基础进行建模,并通过逐层打印的方式来实现实体的制造,不同的数据文件格式直接影响加工过程和加工效果。介绍了3D打印的工艺流程与三维模型数据的获取技术,从三维数据文件格式、二维层片文件格式、新型的数据文件格式3个方面系统阐述了3D打印技术中的数据文件格式,并分析了各种数据文件格式的内涵与优缺点。最后,根据目前3D打印的发展给出了未来数据文件格式的发展方向。     

民机维修与3D打印技术

3D打印对传统生产方式和生产工艺的颠覆性改革,使得这种新兴技术被公认为这次工业革命的重要标志之一,自80年代面世,至今已得到各行业的广泛应用,本文在国内外现有研究的基础上,在成本、效率、快速响应等方面分析了在飞机维修领域3D打印技术应用的优势及应用前景,然后分析了目前其得到大范围应用的限制,包括技术限制、缺乏通用标准、适航性要求等.     

3D打印技术在食品中的应用

3D食品打印作为一种新兴的"增材制造"技术,具有方便、快捷、精度高等优点,满足了人们对个性化、功能性食品的要求,现已广泛应用于食品行业。本文综述了3D食品打印技术的原理、发展历史与现状,重点对食品原料的特性、打印食品的种类及影响打印的因素进行分析,并对3D食品打印技术的发展做出了展望。     

激光3D打印工艺对钛合金质量的影响

为了解决传统锻造方法锻造TC4钛合金时容易造成的生产效率低且锻造形状简单等问题,对TC4钛合金进行了激光3D打印,并确定了最佳激光3D打印工艺参数.利用金相显微镜和扫描电子显微镜对TC4钛合金单道打印层的成形质量、显微组织与相组成进行了分析.利用显微维氏硬度计和万能拉伸试验机测量了打印层的硬度和拉伸力学性能.结果表明,在最佳工艺参数下TC4钛合金打印成形良好,其打印层组织主要由片层状α固溶体组成.打印层的Z向拉伸强度指标低于XY向,而Z向拉伸塑性指标高于XY向,且Z向强度和塑性指标均超越了TC4锻件国家标准(GB/T 25137-2010).同时Z向和XY向拉伸断口形貌均为塑性断口.     

3D打印技术的应用与发展

3D打印技术是一种新型的制造加工技术,越来越受到机械加工领域工作者的重视.3D打印技术体系中比较流行的3D打印技术工艺包括FDM、LOM、SLA、SLS等,.3D打印技术除应用于设计模型、功能制造模型、实验分析模型外,还可广泛应用于航空、医疗、建筑、艺术行业.目前3D打印所面临缺乏技术创新、成本增加、价格昂贵等挑战与机遇.3D打印技术将对机械制造行业产生深刻变革,从根本上实现传统制造向智能绿色制造的转变.     

3D FEM numerical simulation and experimental study on symmetric thin-wall tube neck-spinning

Spinning,asanimportantpartofadvancedplasticmanufacturingtechnologies,hasbecomeapopularprocessforthin wallworkpieceforming.Italsoplaysanimportantroleinmetalprecisionprocessingfields,suchasaeronautics,weaponry,andsoon.Spinningbelongstolocalplasticformationa…     

Experimental investigation on the cracking behavior of 3D printed kinked fissure

Uniaxial compression tests were carried out for 3D printed samples having various types of kinked fissures by using the rock mechanics servo-controlled testing system. Photo-elastic technique is adopted to characterize and visualize the stress distribution and evolution of 3D printed models subjected to vertical compression. The stress field in the loading process can clearly be captured via a high-speed camera. The results showed that fringes around the kinked fissure tips formed a central symmetrical interference fringe pattern, and failure firstly occurred at interference fringe of highest order. Two failure types i.e. tip-cracking and non-tip-cracking are categorized on the basis of crack propagation pattern of 3D printed samples. Tensile crack propagation of wing cracks is the main form of failure of the antisymmetric kinked fissures, but the inclination of the branch fissures also played a key role on the location of initial fracture. The finite element method was applied to numerically simulate the process of crack propagation. The isochromatic fringe patterns are in good agreement with the experimental investigation. The current work gives an insight for implication of advanced technique to quantify and visualize the distribution of stress field, and provides further understanding of kinked fissure behavior at failure.     

基于尺寸图形网络的三维重建技术研究

为实现把表达二维信息的工程图重建成三维形体 ,本文试图通过对工程图上标注尺寸的理解 ,结合几何拓扑信息 ,建立包含尺寸信息和几何信息的尺寸图形网络 ,以此为基础 ,用特征识别的方法 ,生成三维实体基元 ,从而建立三维实体     

3D打印类岩石材料强度特性与动态损伤本构模型

为研究基于3D打印的层状类岩石材料动态损伤力学行为,对5组不同倾角的岩样,采用分离式霍普金森杆对其进行动态压缩试验。依据所得的应力-应变数据,以朱-王-唐本构模型为基础,建立一种线性弹簧体、Weibull分布损伤体和Maxwell体并联的黏弹性本构模型,并结合试样的残余强度特性引入损伤修正系数。最后,将其推广应用于黑色页岩的变形规律研究,以检验该本构模型的适用性。结果表明：动态冲击下岩样峰值应力随着倾角的增加呈现先减小后增大的“V”形变化趋势,与天然层状岩石的变化规律相符合;所构建的损伤本构模型,能准确地表征3D打印的层状类岩石材料的应力-应变曲线形状及其力学特征;考虑损伤修正后,其还可较好地反映试样峰后阶段应力应变变化特性与残余强度。研究结果对揭示层状岩石动载下变形规律具有一定参考价值。     

基于三维激光扫描技术的大型古建筑精细三维重建

大型古建筑文物结构复杂,数字化保护工作繁琐且沉重,而三维激光扫描技术作为测绘领域的一项高新技术,具有无接触测量、效率高等优点,将三维激光扫描技术应用到文物保护领域将成为精细、快捷的文物档案保护手段之一。以某大型仿古建筑为例,详细阐述了数据采集的技术和方法,结合在数据处理过程遇到的一些问题进行了探讨和总结。最终给出该建筑物的局部纹理映射图和各类效果图,为三维激光扫描技术在大型古建筑三维重建中的应用提供借鉴和参考。     

基于LIDAR数据融合的数码城市三维重建

对三维激光扫描技术进行了简介,分析了目前数码城市三维重建的各种方法,指出其不足。提出利用机载LIDAR对一座城市进行三维空间数据采集,获取整座城市的LIDAR数据,按数码城市各部分建设的轻重缓急,分期分批地以地面LIDAR为补充获得更详实的数据,将二者所采集的数据进行融合,对3D数码城市三维重建进行探讨。     

Development of experimental study on coupled heat and moisture transfer in porous building envelope

A new facility was presented which can expediently and cheaply measure the transient moisture content profile in multi-layer porous building envelope. Then, a common multi-layer porous building envelope was provided, which was constructed by cement mortar-red brick-cement plaster. With this kind of building envelope installed in the south wall, a well-controlled air-conditioning room was set up in Changsha, which is one of typical zones of hot and humid climate in China. And experiments were carried out to investigate the temperature and moisture distribution in multi-layer building envelope in summer, both in sunny day and rainy day. The results show that, the temperature and humidity at the interface between the brick and cement mortar are seriously affected by the changes of outdoor temperature and humidity, and the relative humidity at this interface keeps more than 80% for a long-term, which can easily trigger the growth of mould. The temperature and humidity at the interface between the brick and cement plaster change a little, and they are affected by the changes of indoor temperature and humidity. The temperature and humidity at the interface of the wall whose interior surface is affixed with a foam plastic wallpaper are generally higher than those of the wall without wallpaper. The heat transfer and moisture transfer in the envelope are coupled strongly.     

Application of generalized regression neural network on fast 3D reconstruction

Over the past decade,robots have been appearingin the operating rooms.With the robotic system assis-tance,operations have become lesser invasion.Roboticsurgery requires the use of computer imaging to diag-nose and perform the operation.A three dimension(3…     

多目立体视觉三维重建系统的设计

针对工业产品质量检测过程中产品三维表面的重建问题,提出一种基于多目立体视觉三维重建方法.设计了一套由八个直线分布的工业相机构成的三维重建系统方案.首先通过图像采集模块,在八个不同方向对目标物体进行图像采集.其次对采集到的图像进行预处理,其中包括图像背景抑制和目标物体分割.然后通过相机标定模块,对八个相机进行标定,获得它们的内外参数,并结合Harris角点检测及高斯差分检测算法对预处理后的图像实现特征点提取.在此结果上,再利用三角形法对提取到的特征点进行匹配和校正.最后采用泊松表面重建方法准确地获取和优化角点,并找到角点特征的匹配点,从而对物体进行三维表面的精确重建.实验结果表明,设计的系统能够重建出静止物体的局部三维表面,重建结果中的物体表面完整,结构清晰,表面上的字符重建完整,能够很好地进行识别.     

基于全景相机和全向激光雷达的致密三维重建

为了实现360°全景三维重建,提出一种基于全景相机和全向激光雷达的联合标定和数据融合方法.采用二维平面靶标进行联合标定,克服传统方法中提取雷达数据边缘信息不精确导致的误差,并且标定过程简单.在此基础上,提出一种基于超像素分割的致密三维重建算法,得到与物体平面一致的超像素块分割结果,根据超像素块内三维点估算物体平面,推算每个像素的深度信息,得到致密的三维重建信息.结果表明,该算法标定结果精确,三维重建景物轮廓清晰,色彩对应准确.