月球科研站建造方案综述与比较分析

开展面向月球科考与开发的月球科研站建造是深空探测领域发展的必然趋势和迫切需求。本文充分调研了国内外月球科研站方案,基于TOPSIS法提出了月球科研试验站评价体系和评价指标,包含需求匹配性、技术可行性、安全性、灵活性、宜居性和经济性6个一级指标,及其下属的15个二级指标。随后详细阐述了5种典型的科研试验站方案：移动式科研试验站、柔性展开式科研试验站、固定式刚性舱试验站、固定建造式科研试验站和熔岩管道式科研试验站。最终,基于上述评价体系和指标对典型的月球科研站方案进行比较分析,为未来月球科研站的设计与优化提供决策依据。     

3维激光振镜扫描系统的关键技术研究

为了设计可用于大幅面扫描的3维激光振镜扫描系统,深入研究了3维激光振镜扫描系统的动态响应性能及控制算法、校正算法,采用具有高响应性能的伺服机构作为系统的执行机构,合理地规划扫描路径以及扫描延时参量,设计了对扫描图形进行精确校正的扫描校正模型,开发出了一套能实现大幅面精确扫描的3维激光振镜扫描系统。该3维激光振镜扫描系统经过长期实验验证,运行稳定,其扫描重复定位精度不大于30μm,扫描精度可达100mm±0.1mm。结果表明,该3维激光振镜扫描系统在需要进行大幅面精确激光扫描行业中有重要应用价值。     

基于PSO-SVR的选择性激光烧结制件收缩研究

建立了聚苯乙烯(PS)选择性激光烧结(SLS)工艺参数与制件收缩率之间复杂的非线性支持向量回归(SVR)模型。采用正交试验设计支持向量回归的训练数据,并采用均匀设计初始化的粒子群优化(PSO)算法,优化选择向量回归参数。结果表明,均匀设计显著提高了粒子群全局寻优速度与精度,基于正交试验选择的小样本训练模型,较为准确地反映了工艺参数与收缩率间的关系,预测平均误差控制在4%,优于BP神经网络10%的平均预测误差。采用选择的模型,建立了工艺参数与收缩率之间的关系,并结合烧结理论进行了影响规律的分析,该方法为选择性激光烧结工艺的研究提供了一种行之有效的新思路。     

选择性激光烧结宝珠覆膜砂的固化特性研究

采用自制宝珠覆膜砂,应用选择性激光烧结(SLS)法成形出系列“8”字试样,然后在不同填充方式和温度下对SLS试样进行加热烘烤.测试试样的拉伸强度和1000℃下的发气量,并利用电子显微镜观察断口形貌.最后得到了覆膜砂烧结件最优的后处理工艺,即填充玻璃微珠,烘烤温度200℃.得到的材料抗拉强度最大为6.28 MPa,发气量最小为18.43 ml/g,能很好满足浇铸要求.     

高效选择性激光烧结系统的研究

选择性激光烧结(Selective Laser Sintering,SLS)是快速成形技术的一种,其成形效率是需要考虑的重要指标之一。为了提高成形效率,我们从机械和工艺两方面着手研究和改进,并在华中科技大学研制的HRPS-III型SLS快速成形系统中应用,取得了良好的效果。     

增材制造智能材料研究现状及展望EI北大核心CSCD

增材制造技术自问世以来成为拓展多学科发展、实现多学科研究融合以及联结材料与产品的关键性技术,该技术颠覆了传统加工设计和制造理念,同时也是实现智能制造的重要方法。智能材料是对环境具有感知、可响应、自修复和自适应的一类材料。将智能材料与增材制造技术有机结合,可实现具有感受外部刺激或环境激活的三维智能器件的一体化制造。智能材料增材制造技术被广泛应用于个性化医疗、柔性电子和软体机器人等领域。本文对增材制造中所涉及的智能材料进行综述,介绍通过增材制造方法对金属类、高分子类和陶瓷类智能材料所带来的优势及面临的问题。增材制造技术作为实现设计、材料和结构有机融合的有效手段,将成为推动智能材料发展的关键。     

4D打印——智能构件的增材制造技术

4D打印技术自2013年提出以来就引起了学术和工业界的广泛关注,它属于智能构件的增材制造技术,是在材料、机械、力学、信息等学科高度交叉融合基础上产生的颠覆性制造技术。讨论了4D打印的概念与内涵;介绍了4D打印在航空航天、汽车、生物医疗和软体机器人等领域的应用前景;阐述了4D打印在智能构件设计、模拟仿真、数据处理与工艺规划、材料、成形工艺与装备和智能构件的功能评测等方面的发展现状以及目前存在的一些问题;提出了关于4D打印的研究思考,最后指出了4D打印的未来发展方向和研究重点。     

动态聚焦激光振镜扫描系统的误差分析及图形校正算法

动态聚焦激光振镜扫描系统广泛应用于大幅面激光扫描领域,在实现振镜高速扫描的同时,必须要保证扫描图形的精度。本文从动态聚焦激光振镜扫描系统的原理入手,分析了动态聚焦激光振镜扫描系统图形误差产生的原因,并给出了扫描图形的误差校正模型和精确校正算法,并在华中科技大学快速成型中心的粉末烧结快速成型设备上进行了试验验证。     

浆料固相含量对数字光处理成形SiO2基陶瓷性能的影响

随着国内外航空航天事业的快速发展,硅基陶瓷型芯在制备发动机涡轮叶片中起到越来越重要的作用。本工作以氧化硅(SiO₂)粉末和硅酸锆(ZrSiO₄)粉末为原材料,通过数字光处理技术(Digital light processing, DLP)制备SiO₂基陶瓷,主要研究了陶瓷浆料固相含量对DLP成形SiO₂基陶瓷微观组织和性能的影响。随着陶瓷浆料固相含量(体积分数)从50%增加到65%,SiO₂基陶瓷中由石英玻璃转变形成的方石英含量逐渐下降,烧结件的晶粒孔隙逐渐减少。DLP成形SiO₂基陶瓷的径向收缩率由4.65%下降至1.61%,轴向收缩率由8.35%下降至4.17%;而SiO₂基陶瓷的体积密度逐渐提高,气孔率逐渐减小,抗弯强度逐渐上升。最终确定陶瓷浆料的最佳固相含量为65%,此时SiO₂基陶瓷的气孔率为25.4%,室温抗弯强度为9.3 MPa,满足硅基陶瓷型芯的性能要求。