基于金属粉末的3D打印煤巷锚杆基本力学性能与应用研究

通过三维扫描仪获取了煤巷锚杆的数字模型,采用3种不同的金属粉末(铝合金、不锈钢、模具钢)作为打印材料,以选择性激光熔化(SLM)3D打印技术制作了左旋无纵筋锚杆,并进行了拉伸测试,扫描电子显微镜(SEM)测试和金相测试,最后探讨了3D打印锚杆的初步应用.结果表明:所制作的锚杆在表面细节上与原型锚杆高度相似;相较于原型锚杆,模具钢粉末成型锚杆具有更高的强度,不锈钢粉末成型锚杆在强度和变形方面最接近于原型锚杆,铝合金粉末成型锚杆则表现出了相对较低的强度.通过SEM断口分析发现模具钢粉末成型锚杆的微观结构相对致密,金属粉末熔化效果良好,故其强度较高;铝合金粉末成型锚杆的微观结构气孔密布,结构松散,金属粉末熔化不全,故其强度较低;不锈钢粉末成型锚杆虽有气孔也有未融化金属粉末,但较铝合金粉末成型锚杆而言要少很多.热处理后的不锈钢粉末成型锚杆在延伸率和强化阶段方面进一步改善,且微观组织更为致密,进一步金相分析表明金属粉末3D打印成型锚杆具有"鳞片"状金属组织结构.     

基于光栅图像三维打印浮雕建模技术

针对图像文件进行数据处理,通过数据变换获取图形的高度信息,利用得到的三维点云直接切片,将每一层平面切片的平面数集进行曲线拟合得到每一层的加工信息,从而输出G-code代码,代码可以由三维打印机打印出浮雕模型。与国外软件相比,功能简便,滤波效果较好,在家具装潢等行业会得到广泛应用。     

基于Skyline的三维数字校园

校园景观三维可视化是实现数字校园的第一步,利用三维建模软件和Skyline系列软件,基于大比例尺地形图及校园航空数字影像图进行数字校园三维景观的建模及其可视化,以北京建筑工程学院为例证实了该方法的可行性．     

基于数字摄影测量技术的三维数字景观生成与应用

讨论了利用数字摄影测量技术研发和生成三维数字景观的理论与方法.给出了基于数字影像图和DEM生成三维数字景观的算法;基于数字正射影像和DEM生成三维数字景观的算法.在VirtuoZo.NT系统上实现某大学校园园区三维数字景观生成,实验表明文中给出的理论、方法是可行的.     

基于数字光处理技术的3D打印技术

介绍了以数字光处理(digital light processing,DLP)技术发展出的3D打印技术并讨论了其光学系统对成型效果的影响.介绍了现有3D打印技术的种类、光固化快速成型技术以及DLP技术的原理.说明了以DLP技术为核心的3D打印系统的基本结构,具体说明了DLP技术如何运用于快速成型领域.内容包括数字微镜器件(digital micro-mirror device,DMD)的组成和驱动原理、DLP技术中使用的典型光学系统结构,以及它们在3D打印技术中起到的作用.接着,讨论了在3D打印应用中,DLP技术需要注意的问题.内容包括DLP系统适用的光波长、投影幅面的均匀性和成型精度.最后,总结了DLP技术在3D打印领域的优势及不足.     

基于Skyline的三维数字校园系统

介绍了基于Skyline的三维数字校园建设的理论与方法,并实现了对西南科技大学三维数字校园的模拟,可让用户通过网络实现校园的自由漫游,并结合一定的交互操作实现地物的分析与测量、地物查询等功能。     

三维打印快速成形技术及其应用

阐述了快速成形技术及三维打印技术的基本概念,着重介绍了三维打印技术的基本原理、特点及其应用,分析了它的发展趋势。三维打印快速成形技术与其他快速成形技术相比具有许多优点,被认为是快速成形领域最有生命力的新技术之一,具有广阔的发展前景。     

三维打印中的底层多边形优化

三维打印过程中,底层多边形模型存在着数据点冗余、形状粗糙等问题,造成模型成型效率低,表面模型不光滑,急需要对底层多边形进行优化. 现有的多边形优化算法没有考虑到在三维打印过程从多边形转换为相应的加工指令及加工机构的平滑运行等问题. 为此,本文提出一种新的底层多边形优化算法,该算法利用基于面积最小原则的多边形简化算法来减少多边形顶点数,再通过Hermrite曲线和B样条对多边形进行样条化处理,使多边形边界变得光滑,并对样条化后的多边形顶点进行均匀离散化,使优化后的底层多边形更便于机械指令集的操作. 实验结果证明该算法可以提高底层多边形的质量并满足三维打印的工程要求.     

基于Google SketchUp的数字城市三维景观构建技术研究

随着信息化社会的不断发展,数字城市逐渐被城市管理部门所接受,并广泛地应用于城市的规划、建设和管理之中,为现代城市的科学发展和高效管理提供了重要方法。而高效、快速的城市三维景观构建技术就成为数字城市研究中的热点。对比研究了目前主要的几种城市三维景观的构建方法,发现基于Google SketchUp的数字城市三维景观构建技术实用性强、效率高,能较大地节省工程成本,为目前数字城市的构建和推广应用提供了借鉴。     

载气式同轴送粉3D打印喷头粉末流场数值分析

针对现有3D打印设备铺粉工艺在缺损零件修复上存在的局限性,提出了一种将送粉与送胶集成的载气式同轴送粉3D打印喷头设计方案。完成了同轴喷头结构设计,建立了粉末流聚焦浓度与混合流速度的数学模型,分析了在固定流速和固定送气量时粉末流汇聚浓度与混合流速度沿轴向的变化。在气固两相流理论基础上,建立欧拉-拉格朗日模型对载气式送粉喷头的气固双相流进行了耦合计算,得到了不同粒径分布的两类粉末颗粒材料对特征参数的影响。结果表明,简化数学模型与欧拉-拉格朗日模型结论一致：送气量、送粉量以及颗粒特性主要影响粉末流聚焦浓度和传送速度,对聚焦焦距影响较小,聚焦焦距主要受送粉通道倾角和气流通道宽度影响。载气粉末流特征参数的获取,为优化粉同轴送粉喷头结构参数和零件成型参数提供了依据。     

粉末注射成形研究和国际合作

参照PIM2006和EUROPM2007国际会议所反映的研究现状,西南交通大学与法国Franche-Comte大学和ENSMM高等工程院校Femto—ST实验室在该领域的研究进展,概述目前粉末注射成形工业的迅速发展状态,综述了粉末微注射成形、轻金属注射成形以及粉末注射成形的数值模拟3个热点问题的研究进展,介绍了当前粉末注射成形的区域和国际交流合作状况以及中外校际合作取得的研究结果．     

基于数字全息的三维面形测试

三维面形测量一直是质量检测和逆向工程等领域的重要研究课题。基于双曝光数字全息干涉术的原理,设计了数字全息记录测试装置,实现了三维面形的非接触测量;基于双光源法,在物光路采用垂直光轴方向移动透镜的方法,代替了直接倾斜反射镜改变照明光束倾角的方法,实现了对物体面形的不同灵敏度测量。基于相移干涉术的原理,实现了四步数字相移法,省去了压电位移器、位相控制器等硬件,简化了装置,从而实现了数字全息三维面形测试。实验表明,该方法操作简单,测量精度高,并且简化了测试光学系统,其在照明光束角度改变量Δβ=0.0382°时的精度可以达到2μm。     

柱坐标式FDM 3D打印机的研制

针对基于笛卡儿坐标系的熔融沉积成型(fused deposition molding,FDM)3D打印机打印旋转体精度低,且速度慢等问题,设计开发了一种基于柱坐标系的FDM 3D打印机.其成型原理和机械结构都借鉴了传统的FDM 3D打印机,并在此基础上将基于笛卡儿坐标系的运动方式改为基于柱坐标系的运动方式.相较于传统FDM 3D打印机,在使用相同的硬件(包括电机、喷头、打印丝材)配置情况下,该设备打印旋转体模型时可以实现更高的打印精度,在某些情况下可以实现更快的打印速度.     

基于GIS技术的环青海湖地区三维景观模拟及分析

本文利用ArcGIS软件的3D扩展模块ArcScene,以数字等高线生成格网DEM,转化为TIN后,通过遥感影像粘贴纹理,建立了环青海湖地区的三维景观模型.通过对研究区三维景观模型进行基本地形分析和水淹分析,提取了不同应用价值的地形要素信息,辅助完成了区域地貌划分与区域地貌识别,并有效模拟了未来青海湖水位上涨后对该区域的影响,直观演示了这种影响范围,为该地区生态环境变化研究及人类对这种变化的响应研究奠定了基础.     

喷粉处理改善球化效果的试验研究

探讨了稀土镁球化剂在喷粉处理时的球化效果，进而对喷粉脱硫、球化、孕育综合处理工艺的球化效果进行了试验研究。结果表明：喷粉球化是一种有效的新球化方法，可获得低硫、低氧、石墨圆整而细小的铸态铁素体球墨铸铁。综合喷粉球化工艺可将脱硫剂、球化剂、孕育剂喷入铁水，完成脱硫、球化、孕育过程。获得的球铁在强度较高的同时，其延伸率和冲击值也很大，使铸态生产高韧性球铁成为可能。     

电子学全息术用于三维物场分层再现的实验实现

基于电子学会息术（又称数字全息术）记录和再现光学全息图的原理和方法，设计了一种适合于用于尺寸较小的CCD靶面直接记录光学全息图的实验光路，并由此实现了三维物场清晰的分层再现。讨论了物场频谱的有效分离及提取方法，并提出了利用双参考光原理改善全息图再现像空间频谱带宽的新思路。与传统的光学全息术相比，电子学全息术借助于高分辨率CCD记录及高速计算机数字处理技术，可以实现光学全息图的数字化记录和重现。同时在不改变光路的前提下，可以较高的重复频率完成光学全息图的记录，以便于记录三维物场的变化过程，并且可以接近实时地再现物场或对物场进行逐层分析，因而是一种准实时的新型全息成像技术。     

基于3D打印技术的聚乳酸复合材料研究

3D打印技术在近几年发展十分迅速,因其操作方法简单,制造速度快等优点,逐渐应用到各行各业.聚乳酸作为一种优良的可生物兼容可降解材料,因其成型温度和成型工艺良好,成为3D打印技术最常用的原材料之一.随着人们生活水平的提高,对于3D打印材料的要求也越来越高,这使得以聚乳酸为主的新型复合材料在近些年来发展迅速.聚乳酸与其他材料复合生成新型复合材料,可以弥补聚乳酸本身硬度低、导电性能差等缺点,通过熔融沉积成型技术,能够满足人们在不同领域的不同需求,使得3D打印的应用领域不断扩大,也使得以聚乳酸为主体的复合材料拥有巨大的发展前景.     

小型饮料机的微机控制系统

以单片机为核心的微机控制系统，用于控制传统的小型饮料机．着重分析了一种以ＡＤ５９０为新型测温元件的温度检测电路