基于零件切片的选择性激光烧结预热温度控制方法

选择性激光烧结(Selective laser sintering,SLS)系统是通过加支撑或采用人工调节预热温度的方法来减少成形件的翘曲变形,它劳动强度大、SLS材料浪费多、成形效率低,且预热温度难以精确控制。基于以上情况,提出一种新的控制方法,使预热温度能随零件断面几何形状的变化而自动调节。以华中科技大学开发的SLS设备为研究对象,验证这种新型控制方法的可行性。试验结果和实际应用表明:与原有控制方式比较,根据文中所提出的方法成形的零件表面质量、尺寸精度和形状精度等都有较大幅度改善,并且真正实现了SLS成形过程的自动化。     

基于分区域控制的大型SLS装备预热策略研究

粉床的预热是激光选区烧结(SLS)加工过程中一个非常重要的环节,预热均匀性对零件的成形效率和精度有着重要影响。针对大型SLS装备(2 m×2 m),由于粉床区域面积较大,粉床全场温度均匀性难以达到要求等问题,提出了分区域预热温度控制方法,建立基于辐射能系数的数值分析模型,搭建了实验平台,以尼龙12作为试验材料,开展预热试验研究,验证了数值模型的准确性,获得了大型SLS装备的最佳预热策略。试验结果表明,以尺寸为2 m×2 m尼龙12粉床为控制对象,使全场温度差控制在5℃,满足了工艺指标要求,为实现大型SLS装备研制、成形精度控制等关键问题提供技术支撑。     

激光选区烧结成形机的粉末预热研究

在激光选区烧结（ＳＬＳ）快速成形技术中，粉末的预热是影响成形件性能和成形件精度的重要因素之一，对成形机工作腔的一般预热方法的预热过程进行了分析，研究了辐射预热的热流密度对粉末预热温度的影响，提出了热流密度场模型，并与试验测得的预热温度场进行了比较，该模型对于预热装置设计、ＳＬＳ成形过程控制都具有重要的意义。     

一种新型材料3D打印性能及应用研究

本文提出了一种用于激光选区烧结(Selective Laser Sintering,SLS)成形的新型粉末材料KZF。研究了其适合进行SLS成形的粉末制备工艺,基于不同的激光加工工艺参数,得出了最优工艺参数。在最优工艺参数下SLS成形KZF粉生坯体具有较高的初始强度,得出了成形KZF生坯所需粘接剂的最低含量,和具有的强度值。研发了SLS成形的KZF生坯件的后处理材料、配方及工艺规范,研究了经确定最佳后处理规范后的KZF SLS成形件的力学性能以及微观组织的影响,确定了提高KZF生坯强度的材料及含量,经后处理后的KZF粉SLS成形件的弯曲强度提升幅度最大达273倍。本文为制造复杂形状的KZF成形件提供了一种新的思路与方法,并扩大了SLS成形材料的应用范围。     

尼龙材料的选区激光烧结性能试验研究

选取国产PA1212材料，采用选区激光烧结(Selective Laser Sintering，即SLS)快速成形技术快速制作尼龙材料原型，分析了烧结过程中激光与尼龙材料作用的物理过程，重点阐述了预热温度、激光功率、扫描速度、扫描间距与铺粉参数等因素对尼龙材料烧结成形质量的影响，确定了合适的SLS工艺参数。     

激光熔覆成形预热基板设计及试验研究

为了降低激光熔覆成形过程中熔覆层热应力和减少裂纹的产生,以热传导理论和激光快速成形理论为依据,进行了预热基板的结构和控制设计;并进行了不同预热温度下单道熔覆和平面熔覆的试验研究.结果表明,通过智能PID控制器可对预热温度进行良好控制,通过热电偶温度采集模块可以实现对基板预热温度的连续、实时检测;在基板预热条件下进行激光熔覆成形可以显著改善试样的成形质量,并有效降低成形过程的热应力,减少了熔覆层裂纹的产生.     

选择性激光烧结快速成型制件翘曲变形的研究

针对翘曲变形对选择性激光烧结(SLS)成形精度的影响很大的问题,通过在HRPS-ⅢA型成型机上进行快速成型试验,找出产生翘曲变形的根本原因,得到了激光扫描速度和激光功率、粉末预热温度等工艺参数对翘曲变形的影响规律,并研究了减小翘曲变形的有效措施。     

选区激光烧结成型设备预热装置的研究

选区激光烧结(Selective laser sintering,SLS)成型设备中热能的传递与吸收是整个零件成型过程中极其重要的环节,热能的均匀分布和有效利用是决定SLS成型优劣的重要因素.然而目前通过选区激光烧结制造的零件普遍存在精度较低,表面质量较差,强度不够等问题,研究表明粉末的预热温度是影响制件精度和强度的重要因素.通过建立辐射系统的数学模型,并对选区激光烧结成型辐射换热进行分析,分析预热温度场的均匀度,进而设计了能提供均匀温度场的新型预热装置,为烧结粉末提供良好预热条件.     

一种新型材料3D打印性能及应用研究

本文提出了一种用于激光选区烧结(Selective Laser Sintering,SLS)成形的新型粉末材料KZF。研究了其适合进行SLS成形的粉末制备工艺,基于不同的激光加工工艺参数,得出了最优工艺参数。在最优工艺参数下SLS成形KZF粉生坯体具有较高的初始强度,得出了成形KZF生坯所需粘接剂的最低含量,和具有的强度值。研发了SLS成形的KZF生坯件的后处理材料、配方及工艺规范,研究了经确定最佳后处理规范后的KZF-SLS成形件的力学性能以及微观组织的影响,确定了提高KZF生坯强度的材料及含量,经后处理后的KZF-SLS成形件的弯曲强度提升幅度最大达273倍。本文为制造复杂形状的KZF成形件提供了一种新的思路与方法,并扩大了SLS成形材料的应用范围。     

选择性激光烧结粉床表面温度测量的误差分析与补偿方法研究

选择性激光烧结(Selective Laser Sintering,SLS)成形过程中,粉末温度是决定制件精度、质量的重要因素之一。过去我们分别采用了热电偶、红外测温仪测温,但由于粉末厚度为0.1-0.5 mm,并且粉末随粉床下降而下降,上面又由铺粉辊铺上新的粉末,导致测温效果都不太理想。为此,我们研究了影响两者测量温度误差的主要因素,并给出了补偿方法,应用于华中科技大学快速成形中心开发的HRPS-ⅢA粉末烧结系统中,取得了良好的效果。     

An experimental study on semiconductor process chiller using the digital scroll compressor

This study is about the application of a digital scroll compressor in order to save the energy of a semiconductor process chiller. This study conducted experiments to find characteristics related to the application of a digital scroll compressor to the semiconductor process chiller. In this study, temperature rise and fall experiments designed for rapid response to temperature change and control precision experiments per temperature range depending on the load change were carried out, and then, operational characteristics of each control method were compared with those of the old model. The power consumption and time in the case of temperature rise were 8.36 kW and about 38 min., respectively. The power consumption and time in the case of temperature fall were 5.25 kW and about 27 min., respectively. With regards to control precision based on the bypass of the digital scroll compressor, as the by-pass amount increased, the power consumption of the compressor became less, but the set temperature control was between ±0.1°C and ±0.4°C. As a result of comparing the old model and new model in terms of control precision, the old model’s precision was ±1.5°C and the new model’s precision was ±0.1°C when the temperature was set at 0°C. In addition, with the set temperature of 20°C, the precision of the old model declined to ±1.0°C while the precision of the new model increased to ±0.2°C. It was found that the set temperature increases with a decrease in the power consumption. This study demonstrates that the application of a digital scroll compressor to a semiconductor process chiller is effective, not only in saving energy, but also with improving control precision.     

基于AMEsim/Simulink的电液伺服比例控制的同步回路建模与仿真研究

以电液伺服比例阀控非对称液压缸同步系统为研究对象,通过详细分析,建立了同步系统的数学模型,采用Matlab的Simulink模块对系统的动态特性进行仿真分析,并利用AMESim和Simulink软件对双缸同步液压系统进行了基于PID控制的联合仿真,仿真结果表明,将电液伺服比例阀应用于同步控制,系统响应快,控制精度高,经济性好,可应用于工程实际。     

1.5 MW风力发电齿轮箱润滑系统设计研究

开发了多精度等级并联过滤的技术,并合理布局梯度混合型复合纤维过滤材料,有效解决了油液随油温变化自动调节过滤精度并适应高黏度介质的难题;建立了蜡式热动力元件的热力数学模型,根据该模型设计合理的感应元件结构型式,应用于自力式温度控制阀,解决了油液能根据不同油温自动调节通过冷却油路流量的难题。     

一种高精度温度控制仪器的前向通道设计

温度是工业对象中一个主要的被控参数,随着通讯等精密领域的发展,高精度的温度控制仪有了极其广泛的应用前景。由于温度控制系统大都含有纯滞后环节,容易引起系统超调和振荡以及系统参数的变化,这种随机产生和不可准确预计的变化,无疑地增加了高精度温度控制的难度。论文针对高精度温度控制,设计并研制的温度控制仪,具有控制精度高、控制温度范围大、制冷响应速度快等优点。     

基于 PID 技术的精密空调压缩机柔性控制节能系统设计

为提升精密空调压缩机节能性,提出基于 PID 技术的精密空调压缩机柔性控制节能系统设计。硬件方面针对温度采集器和驱动控制器进行设计;软件方面根据精密空调压缩机柔性控制特点,构建节能工作方案。利用 PID 技术设计柔性迭代控制模型,实现空调温湿度输出的精确控制。针对 PID 控制器参数进行自适应整定,再结合蚁群算法实现压缩机柔性控制节能。系统测试结果表明,应用所设计的节能系统进行为期半个月的测试,与往年同一时期精密空调压缩机柔性控制用电量相比,节电量达到了 3 103 kW · h 。     

型砂质量在线检测与控制模型的研究

型砂质量的在线控制基于两大基本前提:1.实现型砂性能的自动检测;2.寻找并建立型砂成分与性能之间的相互关系.为此,常规试验中既能反映型砂成分变化又适于在线快速检测的紧实率、水分、砂温、透气性与壁裂强度五性能被选作为在线检测项目.文中详细讨论了型砂性能在线检测仪的研制过程、诸项目的检测原理以及仪器所能达到的检测精度.由于采用了80C552微处理器的控制,本仪器可在1min内完成全部五项目的检测与结果的打印.以此为基础,本文进一步探讨了利用人工神经网络(ANN)原理建立型砂制备这一非线性系统中成分与性能相互关系的原理与具体实现过程.研究表明,采用由非线性变换单元组成的前馈网络(B一P网络)方法建立的型砂成分与性能关系的网络模型(CPN),可用于型砂的预测,且预测精度高于由传统的回归方法建立的模型,从而为实现型砂质量的在线控制打下了基础.     

A study on tension behavior considering thermal effects in roll-to-roll E-printing

The mathematical model for tension in a moving web by Shin [1] was extended by considering thermal strain due to temperature fluctuations in the drying of a roll-to-roll system. The extended model describes variations in tension and includes terms that represent the change of the Young’s Modulus, the thermal coefficient, and the thermal strain. In this paper, a new control scheme based on the extended model is proposed for mitigation of tension disturbances due to thermal strain in the drying process. Tension feedback control logic generally is not be applied due to the fact that register errors can be induced by speed alterations that help to compensate for tension disturbances. But in our approach, the thermal strain in the web is compensated for by means of velocity adjustments without adding extra register errors in the steady state. A computer simulation followed by an experimental validation was carried out to confirm the performance of the proposed method. The results show that the proposed model is useful for describing tension behavior and suggest that tension control logic improves control precision for the drying module of a roll-to-roll e-printing system.     

Smith预估器在通风机组中的应用

针对通风机组的纯滞后特性,采用Smith预估器对系统进行补偿。根据通风机组的结构和特性,建立以改进型数字PID控制算法和纯滞后补偿技术为核心的温度控制模型。通过可编程控制器（programma—blelogiccontroller,PLC）,实现了温度控制模型在通风机组中的工程应用。实践表明,温度控制系统可以消除系统的静态误差,减少超调,缩短调节时间,提高控制精度,使系统运行平稳。     

1m望远镜俯仰轴系精度检测误差的修正

针对1 m望远镜俯仰轴系检测精度未达到系统指标,而系统运转性能优异的问题,研究了系统可能存在的可消除误差项.通过对影响1 m望远镜俯仰轴系精度的主要因素-中间体(四通)的有限元分析和运算,得出了四通在不同俯仰角度的变形曲线,并与实际检测结果进行对比,找出两者的相同特征并进行了补偿.按此方法使得望远镜俯仰轴系晃动误差PV值从2.42″降到0.95″,RMS值从0.7″降到了0.3″,提高了系统精度模型的准确性.推导出了设计过程中的检测指标,为更大口径望远镜轴系的设计和检测提供了理论依据.     

模糊算法在铝基覆铜板导热系数测量仪温控系统中的应用

在研究铝基覆铜板导热系数测量仪温控系统的过程中发现,针对该温控系统的非线性、小时滞特点,常规的PID控制效果不佳,系统测试耗时太长;模糊PID控制改进了温控系统的动态性能,但系统测试耗时缩短不明显。基于以上原因,提出了一种基于模糊算法的控制方法。给出温控系统概略模型,通过搭建Simulink仿真模型进行仿真,并将仿真结果和常规PID以及模糊PID控制进行比较,该算法实现了对小时滞系统的无超调控制,调节时间短,控制精度高,且对被控系统模型参数变化具有一定的适应能力。