面向增材制造的拓扑优化设计模块分析

拓扑优化是设计高性能、轻量化创新性结构的重要方法,增材制造技术采用逐层累加方式制备零件,使复杂拓扑结构的制造成为可能,二者结合具有天然的优势.为进一步深化拓扑优化在工程领域的应用,开发面向增材制造的拓扑优化设计模块势在必行.对Autodesk Netfabb、Altair Inspire、Sie-mens NX和PTC...     

面向增材制造的镂空点阵结构设计模块分析

通过增材制造技术加工的镂空点阵结构具有优异的力学性能,成为理想的零件结构形式.传统的基于边界表达法的CAD建模方法在设计点阵结构时建模效率低下,开发高效的点阵结构设计模块是增材制造深化应用的关键之一.在分析镂空点阵结构生成方式的基础上,对PTC CREO、Siemens NX、Autodesk Netfabb、Mate...     

基于公理设计的人机协作数字孪生建模技术

人本智造是未来智能制造发展的重要方向,安全可信的人机协作是实现人本智造的基础。数字孪生所强调的以虚映实和以虚控实的思想与以人为核心的人机协作需求相匹配,为面向人本智造的人机协作新范式转变提供了新思路。目前欠缺关于人机协作数字孪生模型建模方法的研究,以满足数字孪生技术在人机协作领域中的应用需求。提出面向人机协作智造的数字孪生建模技术,从机器人模型和协作人员模型两方面展开人机协作模型建模机理分析。首先分析了机器人模型和协作人员模型具备的特征,在此基础上提出机器人模型和协作人员模型的基本组成结构,为人机协作数字孪生模型构建提供理论支持;建立了基于公理化设计理论的人机协作模型构建框架,提出了人机协作数字孪生模型的建模步骤;最后,以人机协作抓取数字孪生模型的构建过程为例,详细介绍了模型的构建过程,验证了所提方法的可行性。     

面向增材制造的晶格模型生成研究

以增材制造模型的内部结构作为研究对象,围绕结构的轻量化,探究增材制造晶格模型的生成方法。以假肢模型为例,通过分析晶格单元体结构与力学性能之间的关系,建立性能均衡的晶格结构类型,再利用骨架线来驱动晶格单元体模型设计,最后基于混合几何方法来建立轻量化晶格模型。     

摩擦搅拌增材制造发展概述

针对目前国内外增材制造技术做了归纳与总结,重点分析研究了摩擦搅拌增材制造(Friction Stir Additive Manufacturing,FSAM)技术在国外研究的发展状况。FSAM最早在美国提出,并在美国掀起研究热潮。FSAM可以分为两大类,即:损耗型搅拌针的FSAM和非损耗型搅拌针的FSAM;又根据制造过程的工艺特点分为3种典型模式,即:损耗沉积模式、以板材为进料模式及以粉末为进料模式。这些不同模式的FSAM在美国和印度取得了突破性进展,为摩擦搅拌增材制造的产业化发展奠定了基础。同时,国内也成功实现了颗粒料的增材制造,且成型件有较好的机械性能。最后,给出了FSAM技术的发展趋势和应重点关注的内容。     

面向增材制造的飞机主承力结构优化设计

21世纪,我国的科学技术快速发展,在这个前提之下民用飞机交通已经大规模地投入到日常生活的使用,所以对于民用飞机的使用效率以及飞机质量等是需要工作人员大力研究的方向,特别是对于民用飞机的主承力结构以及制造材料需要利用特殊的手段来加以研究.这些方面需要从民用飞机当中结构分布的特点和结构优化等方面来分析,研究出更加科学、承力...     

面向智能制造的人因工程研究与发展

面向智能制造的人因工程是人因工程学(或称人类工效学)在智能制造领域的应用,秉承"以人为本"的理念,在人-信息-物理系统(Human-cyber-physicalsystems,HCPS)语义下,系统研究解决人、物理系统、信息系统之间的关系问题,确保系统安全高效运行。从智能制造系统人的作用出发,系统梳理面向智能制造的人因工程的研究内容,论述国内外在智能制造系统人因工程与人机关系等领域的研究进展和重点,具体包括人的安全、虚实融合、组织结构扁平化、产用融合、人机协作、人与CPS的关系等方面。结合我国在智能制造人因工程领域所面临的挑战,从学科建设、科学研究、社会关注等层面提出了进一步发展的建议,包括加强顶层战略设计、完善学科体系建设、宣贯系统设计理念、加强定量定性研究的融合、促进新兴技术的创新应用等内容。     

基于工业母机产业链攻关任务的增材制造标准化发展研究

增材制造作为母机产业链的重要组成部分,已成为深入实施制造强国战略的主攻方向。增材制造通过快速原型制作、定制化生产和材料优化,能够有效推动工业母机实现高效生产、灵活适应市场需求和提升生产效益。本文分析总结了增材制造标准化发展现状及存在的问题,基于工业母机产业链攻关任务研究了标准化发展需求,包括标准重点研制和标准体系优化方向等,并提出了增材制造标准化工作发展建议,为标准服务增材制造高质量发展提供有效支撑。     

陶瓷零件的增材制造技术

增材制造技术是９０年代发展起来的新技术，具有许多突出的优点，本文简要介绍了常用的增材制造技术，着重介绍了陶瓷元件的增材制造技术，并对与之相关的问题进行了讨论。     

一种电弧增材制造系统及沉积层性能研究

为了跟上国内外电弧增材制造技术迅猛发展势头,采用从设备研制到实验验证的方法路线,介绍了一种基于机器人的增材制造系统的硬件选择及软件设计,并利用该增材制造系统增材制造出耐磨钢直臂件,对增材件性能进行测试。结果表明,该制造系统具有修改增材制造工艺参数方便、成形效果良好、成型精度较高等优点。项目开展的基础性研究对于金属丝材电弧直接制造系统的开发和技术的推广及应用具有重要的理论参考和实际指导意义。     

复合式增材制造技术研究现状及发展

形性问题制约金属增材制造技术的发展与应用,复合式增材制造在解决制件形性问题方面效果显著。高度概括了复合式增材制造技术分类方式与主体类别;简要总结了增减材复合制造在制件成形精度和表面质量控制方面的研究进展和技术发展状况;重点评述了增等材复合制造技术类别、成形原理、制造特征和关键问题,以及在制件显微组织、应力状态、宏观性能调控方面的研究现状和主体结论;系统介绍了超声、电磁、激光三类特种辅助能场对增材熔池流动、结晶、固态相变的作用机制,以及特种能场作用下,增材层显微组织状态、力学性能、成形精度的演化规律;展望了复合式增材制造技术未来的发展趋势。     

增材制造:实现宏微结构一体化制造

增材制造技术是基于分层制造原理发展而来的先进制造技术,是信息技术、新材料技术与制造技术多学科融合发展的产物,是当今世界各制造强国竞相发展的热点技术。基于增材制造材料逐点累积的成形过程,提出宏微结构一体化制造的学术观点。该方法在金属、陶瓷与复合材料的成形制造中有着其他制造方法难以替代的优势,可以实现制造短流程化,并推动大批量制造模式向个性化制造模式发展。列举近年在金属零件定向晶组织制造、光子晶体制造、生物组织器官支架制造方面的研究成果,论述宏微结构一体化增材制造技术的实现方法与工程应用,解决了传统制造技术难以解决的宏微结构一体化制造难题,给制造技术展示出全新的发展前景,为相关学科和产业发展提供有力的制造技术支撑。     

面向增材制造的微桁架胞元几何与力学性能分析

针对BCC、FCC及其衍化型共6种微桁架胞元结构进行了参数化建模及几何特性分析,通过有限元法对不同构型的胞元分别进行了压缩载荷条件下的力学性能分析,提出了等效比刚度的概念以表征不同构型胞元结构的刚度特性.结果表明:胞元构型对比表面积影响不大,但对相对密度有较大影响,FCC和FCCZ型胞元具有较优良的几何特性及减重效果....     

增材制造技术在汽车行业的应用研究

增材制造技术因为缩短产品生命周期、能够加工复杂结构的零件等特点越来越多应用在汽车领域上。主要研究增材制造技术在汽车领域的应用及发展前景,首先展开阐述了增材制造技术在汽车功能性零部件的原型制造、汽车模具快速制造、汽车零部件直接生产、汽车零部件受损部位修复等四个方面的应用进展,在此基础上探讨了目前增材制造技术在汽车领域的关键技术及发展前景。随着增材制造技术的日益成熟,汽车行业能够在轻量化、定制化、快速制造等方面有所突破。     

TiAl基合金的增材制造技术研究进展

TiAl基合金是一种新型的轻质高温结构材料,在航空、航天领域具有很好的应用前景.增材制造技术作为一项先进的快速近净成形技术,非常适合用于具有复杂结构、高精度要求的发动机高温结构件的制造.在分析相关文献的基础上,评述了国内外TiAl基合金增材制造技术主要研究进展,包括激光熔化沉积、激光选区熔化、电子束选区熔化和电弧熔丝等...     

增材制造制备骨组织工程支架研究进展

增材制造是通过逐层叠加材料的方式构造实体的先进制造技术,它能够快速、精确地制备具有特定形态和结构的骨组织工程支架以满足不同患者的需求,在生命科学领域受到了极大的关注。然而,不同的增材制造技术具备各自的优缺点,在临床应用上存在局限性。主要介绍了近年来基于增材制造制备组织工程骨架的研究进展,就几种主要的增材制造技术,具体讨论了当前骨组织工程支架的制备水平,并对该领域的未来发展趋势和面临的挑战进行了展望。     

增材制造技术的现状和产业前景

介绍了增材制造技术的国内外发展水平及其现状,重点分析了增材制造技术的产业链、技术瓶颈以及市场前景。增材制造技术未来的发展,需要先解决诸如材料等关键问题,其次实现功能部件的应用。     

激光选区熔化增材制造技术的发展

当前,激光选区熔化增材制造技术在航空航天、军工、医疗、汽车、模具、文创等领域已有较多应用.从结构创新、专用材料、设备升级、数字化、智能化、跨学科与跨领域等方面介绍了激光选区熔化增材制造技术的发展.     

钛合金电弧增材制造国内外研究的发展现状

随着增材制造技术的创新和不断发展,钛合金电弧增材制造广泛应用于各个领域,涉及航空航天、船舶、汽车、生物医疗、化工以及模具制造等.当前,很多研究学者对钛合金增材制造技术进行了深入研究,在钛合金电弧增材制造研究方面已取得了一定成果.基于此,综述当前国内外钛合金电弧增材制造技术研究现状,并对钛合金电弧增材制造技术的运用以及未...     

面向增材制造的设计方法研究及展望

增材制造(AM)技术以逐层加工的方式工作,在制造过程中可以改变材料分布和成分.因此,该技术在创新的形状设计、一体化设计、优化的拓扑结构和功能梯度材料等方面潜力巨大.这些特点可帮助设计者进行更好的工程设计,然而,现有的设计理论和方法不能充分考虑AM所提供的这些潜力.文中综述了近十年来用于AM的设计方法、设计规则与指南、使...