快速原型制造技术

快速原型制造技术变革了传统的体积成形与去除成形的加工方式,是一种材料累加制造法,可从三维数模直接制造出任意复杂的零件,适合加工形状复杂的难成形/难加工材料和生产批量小、科技附加值高、具有特殊要求的航空航天零件。     

复杂薄壁构件自适应加工工艺几何模型重构

随着制造理念和制造水平的不断提高,大量复合制造工艺背景下的近净成形叶片被应用到现役或在研的航空发动机中。该类叶片是典型的复杂薄壁结构零件,无精确定位基准,且成形一致性差。采用传统叶身定位,加工后的前/后缘、榫齿形状和位置精度均难以保证,从而导致产品一致性差,易超差与合格率低。针对以上问题,提出一种面向自适应加工的复杂薄壁结构零件工艺几何模型重构方法。首先,建立复杂曲面的采样点分布模型,快速获取叶片精确成型区域的位置和形状;其次,提出基于特征曲线相似变形的模型重构算法,精确重构前/后缘非精确成型区域的工艺几何模型;最后,通过精锻叶片自适应加工试验进行验证。试验结果表明：该方法可有效满足以精锻叶片为代表的复杂薄壁构件自适应加工要求。     

激光快速成形镍基高温合金研究

在单道熔覆及薄壁墙试样制备的基础上 ,大致确定出Rene′95激光快速成形时的工艺参数和每层沉积高度 ,根据此高度对零件的CAD模型进行分层切片处理 ,生成二维平面信息 ,经过数据后处理并加入加工参数 ,生成数控信息输入成形系统 ,控制成形系统的沉积过程顺序完成各层的成形制造 ,直至加工出与CAD模型相一致的具有复杂外形的致密的金属零件。成形所用激光功率 16 0 0W ,扫描速度 3mm/s ,送粉速率 6 2g/min ,载气流量 0 3m3 /h ,所制零件总高 112mm(共沉积 380层 ) ,壁厚约 3mm ,每层沉积高度为 0 3mm ,零件具有良好的外形和尺寸精度。结果表明 :激光快速成形Rene′95镍基合金组织致密 ,成分均匀 ,沿成型高度方向具有定向凝固组织特征 ,具有较高的力学性能 但由于成型时存在很高的残余应力 ,容易导致开裂 ,通过基板预热可减缓应力。     

自适应加工技术在数控加工领域的分类与应用

自适应是指对环境的变化有自适应能力,即系统按照环境的变化,调整其自身使得其行为在新的或已经改变的环境下达到最好,或者至少是容许的特性和功能.自适应技术起源于飞机的自动驾驶仪.自适应加工可以分为工艺自适应与几何自适应,工艺自适应又可分为最佳自适应控制系统(Adaptive Control Optimization,ACO)和约束式自适应控制系统(Adaptive Control Constraint,ACC)两大类[1].ACO追求一种最佳的加工过程指标,如加工时间、切除率或表面质量某项指标达到最优.ACC则是要保持某种约束的恒定,如扭矩、切削力或切削功率,以提高加工效率、保持加工过程稳定及保证加工质量.ACC目前在设备上的应用相对较广.几何自适应是随零件的形状或位置变化而进行的加工,也称为适应性加工.     

点阵结构部件的增材制造路径连接方法

旨在提高点阵结构部件增材制造的加工效率.点阵结构经分层切片后,每层将产生大量待填充多边形,通过将这些多边形抽象为离散点,并在切片层面内求解旅行商问题,进行连接路径的规划,进而获得高效率的点阵模型填充路径.算法综合考虑到旅行商问题的计算效率以及连接路径的计算总长:采用蚁群算法可获得无交叉连接轨迹,计算2000个点的连接规...     

功能梯度材料(FGM)/零件信息统一建模方法研究

阐述了目前现有的几种功能梯度材料/零件的信息表示方法,用面向对象的方法阐述了具体的数据结构,并重点讨论了几种功能梯度材料/零件的信息表示方法,在功能梯度材料(FGM)/零件设计中的空间和时间复杂度,为其研究与技术应用提供参考。     

板料与型材成形柔性模具的关键技术及发展现状与趋势

柔性模具技术的基本思想是采用可变形的结构或材料去代替或部分代替传统的刚性模具用来加工制造不同形状的零件。它可以显著降低零件的制造成本,缩短零件的制造周期,是一种越来越受到人们重视的快速制造技术。     

快速成形技术在航空发动机传动机匣上的应用

快速成形技术(Rapid Prototyping,RP)已经成为先进制造技术领域的一个重要里程碑,它集成了CAD技术、数控技术、激光技术和材料技术等。与传统的去材料成形技术相比,快速成形从零件的CAD三维几何模型出发,通过软件分层和数控成形系统,用激光束或者其他方法将材料堆积形成实体零件。快速成形技术能快速响应市场需求,满足个性化、多样化产品需求,已广泛应用于机械、电子、航空航天等各个领域。     

压气机叶片的磨削路径生成算法

针对当前航空发动机压气机叶片的打磨过程繁琐且路径生成算法普遍未适配压气机叶片的几何形貌和加工姿态等问 题,提出一种基于压气机叶片的点云数据并自适应压气机叶片的加工姿态和形貌的磨削路径生成算法。以面结构光扫描获取叶 片的3维点云信息,对叶片点云进行位姿矫正并在叶片待加工区域创建一系列间距适宜且相互平行的切平面进行切片处理,获取 切片数据后计算切平面与叶片点云的交点,拟合所有切片所得交点并计算磨削抛光路径的路径点及刀具姿态。结果表明：通过计 算对不同姿态下不同压气机叶片的路径信息进行了仿真,验证了所提出的算法具有自适应压气机叶片加工姿态和形貌的特性,避 开了传统逆向工程中的曲面重构误差,证明了算法的可行性与有效性,可进一步应用于后续实际磨削抛光加工作业。     

激光熔化沉积技术在制备梯度功能材料中的应用

激光熔化沉积(LMD)是一种典型的增材制造技术,与传统的成形工艺相比,具有加工周期短、设计灵活、成形件尺寸精度高、绿色环保等一系列特点。梯度功能材料(FGM)是一种先进的功能性材料,其内部没有明显的界面,材料的成分、组织性能呈梯度变化。在梯度功能材料的制造方法中,激光熔化沉积既可以缓和不同材料间的应力,保证材料优良的成形性,又可以通过灵活的设计来控制成形件组织和性能的变化和分布规律,为梯度功能材料的制造提供了一种新途径。介绍了激光熔化沉积的技术特点、梯度功能材料的特点与应用、国内外激光熔化沉积技术制造梯度功能材料方面的研究进展,以及团队目前在此领域的研究状况,同时分析了利用激光熔化沉积技术制造梯度功能材料的发展前景。     

基于OpenGL的快速成形软件开发技术

简要介绍了快速成形软件开发中OpenGL环境的建立方法,分析了软件编写过程中的分层算法有向加权图数据结构和扫描路径的生成算法并给出了应用实例。     

3D打印技术与传统加工技术对比的优缺点

随着计算机技术的飞速发展,3D打印(增材制造/快速成形)技术基于分层制造原理,采用材料逐层累加的方法,直接将数字化模型制造为实体零件,在多个领域具有广泛的应用前景。3D打印技术与传统加工各有千秋,3D打印与数控加工、铸锻造及模具制造等传统加工手段相结合,正在成为新产品快速成形与制造的方法之一。在民机制造领域,3D打印生产的零件,尤其是金属成形件,需要进一步的后处理(如热处理)才能投入生产使用。对于特定金属材料的3D打印成形零件,形状可以优化控制,并且结构静力性能可与铸锻件媲美。但是,由于无损检测能力的限制,3D打印零件内部孔隙度和微裂纹不可预测。对3D成形件的认识程度相比于传统加工还有较大差距,在民机应用中还有较长的路需要走。     

基于产品三维模型的工艺几何特征快速建模方法

开展基于产品三维模型的工艺几何特征快速建模的研究,深入分析工艺几何特征建模所依据的各个要素,研究依据这些要素进行快速建模的算法流程并开发实现,从而实现工艺几何特征的快速建模.     

测绘导航高精度定位关键技术及应用

人工智能(AI)、卫星导航及室内定位三大技术的快速发展持续推动测绘科技向智能化、学科交叉、信息融合的方向发展。指出了装备虚拟化与数据处理多样化将成为测绘导航的基本形态，拓展了测绘学科的内涵与外延。智能滤波是未来测绘导航定位理论发展的重要方向，AI芯片将成为测绘导航装备的关键部件，从而提高滤波效率与产品的实用性。给出了车载导航模组研制的技术流程，提出了模组原始信息同步采集与延时补偿、自适应定位算法及嵌入式固件时间分片优化等关键技术，研制了覆盖分米、厘米及毫米级定位精度的无缝组网定位、车载导航及变形监测模组，并研发了相应的终端系统，针对相应的应用领域，给出了各自应用的解决方案，以及具体的应用案例。     

陶瓷纤维梯度增强活塞的梯度方程研究

 功能梯度材料零件具有单质材料零件无法比拟的理化性能优势,然而由于材料分布复杂以及对功能梯度材料本身性能研究不充分,使性能分析存在很多困难。论文应用复合材料热性能理论,采用有限元分析软件ADINA,分析陶瓷纤维梯度增强活塞（材料梯度方程的参数不同）的温度分布和应力分布,结果表明陶瓷纤维梯度层可以明显改变活塞温度分布,缓和由于热膨胀系数不匹配,在陶瓷纤维增强层与活塞本体交界处产生的应力。根据计算结果拟合出温度峰值、整体应力峰值和层间应力峰值与方程系数之间的曲线,并加以验证。     

适应快速响应市场的快速成形技术

介绍了快速成形技术的产生背景、基本原理、工艺方法、成形材料、软件、应用以及发展趋势。     

21世纪的切削刀具

从材料、制造工艺等方面论述了切削刀具材料的演变及在制造设计方面的进步,并提出了21世纪切削刀具的发展趋势。     

飞机薄壁组件数字化柔性装配研究

通过对飞机装配、飞机数字化柔性装配的分析,提出了飞机薄壁组件数字化柔性装配方法.结合国内外飞机数字化柔性装配的现状,着重对飞机薄壁组件的钣金蒙皮曲面上点的6个自由度定位以及数字化柔性装配系统的算法进行了分析和论证,为飞机薄壁组件数字化柔性装配提供一条敏捷化、精益化的生产思路.     

磁致伸缩材料作动器用于主动振动控制的实验研究

对采用磁致伸缩材料作动器进行主动振动控制的问题进行了实时实验研究。首先简介了磁致伸缩材料作动器的设计和特性分析及自适应滤波算法(LMS)的基本原理;然后论述了采用磁致伸缩材料作动器的单自由度主动振动控制实验的系统,从不同的控制物理量、不同算法、偏置磁场和系统噪声等方面分析了影响控制效果的因素,实验获得了30dB的减振效果。      

红外导引系统快速原型仿真中的场景生成技术

介绍了基于Vega视景引擎红外场景生成方法,并应用于基于RT—LAB快速原型平台空空导弹红外导引系统快速原型仿真。设计了空空导弹红外导引系统快速原型仿真框架,根据框架建立了弹目6自由度运动学／动力学、红外导引系统Simulink仿真模型及目标等三维几何模型,采用Vega传感器模块和粒子系统模块实现目标各部件温度和干扰弹的自定义设置,同时针对快速原型实时仿真的要求设计了高精度的帧频控制方法。将红外场景生成软件与某空空导弹快速原型仿真系统进行联合仿真进行验证,对空空导弹导引系统的研制与开发起到了重要作用。