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增材制造的研究应用论文

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增材制造的研究应用论文

现如今,3D打印机是民用市场出现的一个新词,在专业领域有另一个名称叫“快速成形技术”。我整理了3d打印技术2500字论文,希望能对大家有所帮助! 3d打印技术2500字论文篇一:《试谈3D打印技术及其应用发展》 【摘要】本文通过分析3D打印机的原理, 总结 了几种典型的3D打印技术,分析其市场应用和发展方向,得出3D打印技术的发展会引领第三次工业革命的发展。 【关键词】3D;打印机;3D打印技术 1.前言 近来,三维(3D)打印技术[1]在发达国家兴起,前不久在网上流传的3D打印手枪,引来许多网友围观。3D打印现在已不再只是概念产物,全球已有不少公司推出了个人3D打印机,它已在平常生活中开始普及。2012年4月,英国《经济学人》刊文认为,3D打印技术将与其他数字化生产模式一起,推动第三次工业革命的实现。传统制造技术是“减材制造技术”,3D打印则是“增材制造技术”,它具有制造成本低、生产周期短等明显优势。 2.3D打印机的原理及技术 2.1 3D打印机 3D打印机是近年来在民用市场出现的一个新词。在专业领域有另一个名称叫“快速成形技术”[2]。快速成形技术诞生于20世纪80年代后期,是基于材料堆积法的一种全新制造技术。它集分层制造技术、机械工程、数控技术、CAD、激光技术、逆向工程技术、材料科学于一体,可以直接、快速、自动、精确地将设计电子模型转变为具有一定功能的原型或直接制造零件,从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种低成本而高效的实现手段。快速成形技术就是利用三维CAD的数据,通过快速成型机,将一层层的材料堆积成实体原型。 不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同,成形原理和系统特点也各有不同。但是基本原理一样,那就是“分层制造,逐层叠加”[3],类似于数学上的积分过程。形象地讲,快速成形系统就像是一台“立体打印机”,因此得名。 2.2 3D打印机的原理 3D打印机根据零件的形状,每次制做一个具有一定微小厚度和特定形状的截面,然后再把它们逐层粘结起来,就得到了所需制造的立体的零件。 每个截面数据相当于医学上的一张CT像片;整个制造过程就像一个“积分”的过程。 整个过程是在电脑的控制下,由3D打印系统自动完成的。不同公司3D打印使用的成形材料不同,系统的工作原理也有所区别,但其基本原理都是一样的,那就是“分层制造、逐层叠加”。这种工艺可以形象地叫做“增长法”。 2.3 3D打印技术 2.3.1 SLA技术 光固化成型法(SLA)是用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面,使之由点到线,由线到面顺序凝固,完成一个层面的绘图作业,然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度,再固化另一个层面。这样层层叠加构成一个三维实体。SLA是最早实用化的快速成形技术,采用液态光敏树脂原料。其工艺过程是,首先通过CAD设计出三维实体模型,利用离散程序将模型进行切片处理,设计扫描路径,产生的数据将精确控制激光扫描器和升降台的运动;激光光束通过数控装置控制的扫描器,按设计的扫描路径照射到液态光敏树脂表面,使表面特定区域内的一层树脂固化后,当一层加工完毕后,就生成零件的一个截面;然后升降台下降一定距离,固化层上覆盖另一层液态树脂,再进行第二层扫描,第二固化层牢固地粘结在前一固化层上,这样一层层叠加而成三维工件原型。将原型从树脂中取出后,进行最终固化,再经打光、电镀、喷漆或着色处理即得到要求的产品。 SLA技术主要用于制造多种模具、模型等;还可以在原料中通过加入 其它 成分,用SLA原型模代替熔模精密铸造中的蜡模。SLA技术成形速度较快,精度较高,但由于树脂固化过程中产生收缩,不可避免地会产生应力或引起形变。因此开发收缩小、固化快、强度高的光敏材料是其发展趋势。 2.3.2 SLS技术 选择性激光烧结技术(SLS)是采用激光有选择地分层烧结固体粉末,并使烧结成型的固化层,层层叠加生成所需形状的零件。其整个工艺过程包括CAD模型的建立及数据处理、铺粉、烧结以及后处理等。 整个工艺装置由粉末缸和成型缸组成,工作时粉末缸活塞(送粉活塞)上升,由铺粉辊将粉末在成型缸活塞(工作活塞)上均匀铺上一层,计算机根据原型的切片模型控制激光束的二维扫描轨迹,有选择地烧结固体粉末材料以形成零件的一个层面。粉末完成一层后,工作活塞下降一个层厚,铺粉系统铺上新粉。控制激光束再扫描烧结新层。如此循环往复,层层叠加,直到三维零件成型。最后,将未烧结的粉末回收到粉末缸中,并取出成型件。对于金属粉末激光烧结,在烧结之前,整个工作台被加热至一定温度,可减少成型中的热变形,并利于层与层之间的结合。 与其它3D打印机技术相比,SLS最突出的优点在于它所使用的成型材料十分广泛。从理论上说,任何加热后能够形成原子间粘结的粉末材料都可以作为SLS的成型材料。目前,可成功进行SLS成型加工的材料有石蜡、高分子、金属、陶瓷粉末和它们的复合粉末材料。由于SLS成型材料品种多、用料节省、成型件性能分布广泛、适合多种用途以及SLS无需设计和制造复杂的支撑系统,所以SLS的应用广泛。 2.3.3 PDM技术 熔积成型(FDM)法,该 方法 使用丝状材料(石蜡、金属、塑料、低熔点合金丝)为原料,利用电加热方式将丝材加热至略高于熔化温度(约比熔点高1℃),在计算机的控制下,喷头作x-y平面运动,将熔融的材料涂覆在工作台上,冷却后形成工件的一层截面,一层成形后,喷头上移一层高度,进行下一层涂覆,这样逐层堆积形成三维工件。 该技术污染小,材料可以回收,用于中、小型工件的成形。成形材料:固体丝状工程塑料;制件性能相当于工程塑料或蜡模;主要用于塑料件、铸造用蜡模、样件或模型。 2.3.4 LOM技术 分层实体制造法(LOM),又称层叠法成形,它以片材(如纸片、塑料薄膜或复合材料)为原材料,其成形原理如图所示,激光切割系统按照计算机提取的横截面轮廓线数据,将背面涂有热熔胶的纸用激光切割出工件的内外轮廓。切割完一层后,送料机构将新的一层纸叠加上去,利用热粘压装置将已切割层粘合在一起,然后再进行切割,这样一层层地切割、粘合,最终成为三维工件。LOM常用材料是纸、金属箔、塑料膜、陶瓷膜等,此方法除了可以制造模具、模型外,还可以直接制造结构件或功能件。 LOM技术的优点是工作可靠,模型支撑性好,成本低,效率高。缺点是前、后处理费时费力,且不能制造中空结构件。成形材料主要是涂敷有热敏胶的纤维纸;制件性能相当于高级木材;主要用途是快速制造新产品样件、模型或铸造用木模。 3.3D打印技术的市场应用及发展方向 3.1 建筑设计领域 建筑模型的传统制作方式,渐渐无法满足高端设计项目的要求。全数字还原不失真的立体展示和风洞及相关测试的标准,现如今众多设计机构的大型设施或场馆都利用3D打印技术先期构建精确建筑模型来进行效果展示与相关测试[4],3D打印技术所发挥的优势和无可比拟的逼真效果为设计师所认同。 3.2 磨具制造领域 玩具制作等传统的模具制造领域[5],往往模具生产时间长,成本高。将3D打印技术与传统的模具制造技术相结合,可以大大缩短模具的开发周期,提高生产率,是解决模具设计与制造薄弱环节的有效途径。3D打印技术在模具制造方面的应用可分为直接制模和间接制模两种,直接制模是指采用3D打印技术直接堆积制造出模具,间接制模是先制出快速成型零件,再由零件复制得到所需要的模具。 3.3 医学领域 在医学领域的应用近几年来,人们对3D打印技术在医学领域的应用研究较多。以医学影像数据为基础,利用3D打印技术制作人体器官模型,对外科手术有极大的应用价值,近年来许多医院推出3D打印胎儿服务。 3.4 航空航天领域 在航空航天领域中,空气动力学地面模拟实验(即风洞实验)是设计性能先进的天地往返系统(即航天飞机)所必不可少的重要环节。该实验中所用的模型形状复杂、精度要求高、又具有流线型特性,采用3D打印技术,根据CAD模型,由3D打印设备自动完成实体模型,能够很好的保证模型质量。 3.5 家电和食品领域 3D打印技术在国内的家电行业上得到了很大程度的普及与应用,使许多家电企业走在了国内前列。美的、华宝、小天鹅、海尔等都先后采用3D打印技术来开发新产品,收到了很好的效果。 3D打印在食品领域也有成功的应用。做成的鲜肉特别有弹性,而且烹饪后肉质松散有嚼头,丝毫不逊于真正的肉,就连肉里的微细血管都能打印出来。人们吃到“3D肉”的日子不会太远,因为美国泰尔基金会近日已投资成立了“鲜肉3D打印技术公司”,希望能够为大众提供安全放心的猪肉产品。这种利用糖、蛋白质、脂肪、肌肉细胞等原材料打印出的肉具有和真正的肉类相似的口感和纹理,就连肉里的微细血管都能打印出来。 4.总结 3D打印是产业界自主创新的过程,政府主要负责引导方向,要让民营企业有充分的自主发展空间,同时对一些敏感行业或者产品要加强监管。3D打印技术市场潜力巨大,势必成为引领未来制造业趋势的众多突破之一。这些突破将使工厂彻底告别车床、钻头、冲压机、制模机等传统工具,改由更加灵巧的电脑软件主宰,这便是第三次工业革命的到来的标志[6]。在这种势头下,传统的制造业将逐渐失去竞争力。 参考文献 [1]古丽萍.蓄势待发的3D打印机及其发展[J].北京:数码印刷,2011(10):64-67. [2]丁军涛.快速成形技术在企业实际生产中的应用[J].陕西:科技探索,2012(8). [3]郑利文.Objet Geometries公司推出多种复合材料3D打印机[J].北京:模具工业,2008(2):73. [4]梁晨光.3D打印技术纵览“印”出来的真实世界[J].北京:微型计算机,2008(6):106-109. [5]乔益民,王家民.3D打印技术在包装容器成型中的应用[J].重庆:包装工程,2012(11):68-72. [6]丁博强.3D打印推动第三次工业革命[J].上海:创意产业,2013(2). 3d打印技术2500字论文篇二:《浅谈3D打印的误差分析》 【摘 要】本文从理论上介绍3D打印的基本原理,并系统的分析了成型的前期数据处理、成型加工过程和后处理三个阶段各因素对成型精度的影响。同时,提出了改进成型制件精度的 措施 和方法,对快速成型技术的发展有一定的指导意义。 【关键词】快速成型;成型精度;工艺参数 0.引言 3D打印与传统的制造业去除材料加工技术不同,其遵循的是加法原则。首先设计出所需零件的三维模型,然后根据工艺要求,按照一定的规律将该模型离散为一系列有序的单元,通常在Z向将其按一定厚度进行离散(习惯称为分层),把原来的三维CAD模型变成一系列的层片;再根据每个层片的轮廓信息,输入加工参数,自动生成数控代码;最后由成形系统成形一系列层片并自动将它们联接起来,得到一个三维物理实体。 目前基于分层制造原理,将三维造型转化为二维轮廓信息叠加造型的快速加工方法,其成型制件的精度与很多因素有关。 1.前期数据处理误差 在成型制件建模完成之后,需要将其进行数据方面的转换,目前被应用最多的就是STL格式文件,主要是用小三角面片来近似的逼近任意曲面模型或实体模型,能够较好的简化CAD模型的数据格式,同时在之后的分层处理时,也能够较好的获取每层截面轮廓上的相对于模型实体上的点。 1.1 STL格式化引起的误差 STL格式文件的实质就是用许多细小的空间三角形面来逼近还原CAD实体模型,其主要的优势就在于表达清晰,文件中只包括相互衔接的小三角形面片的节点坐标和其外法向量。用来近似逼近的三角形数量将直接影响着实体的表面精度,数量越多,则精度越高,但是三角形数量太多即过高的精度要求,会造成文件内存过大,增加数据处理时间。所以应在精度范围内选择合理的离散三角形数量。当用建模软件输出STL格式文件时都需要确定精度,也就是模拟原模型的最大允许误差。当表面为平面时将不会产生误差,如果表面为曲面时,误差则将不可避免的存在。 目前,为了得到准确的实体截面轮廓线,应用较多的就是采用CAD直接切片法,该方法可以从根本上消除由STL格式而造成的截面轮廓误差,同时也能够有效的消除格式转换造成的精度误差。 1.2模型分层对成型精度的影响 对模型进行分层处理的过程中会产生一定的误差,这种误差属于原理性误差。分层处理是在STL格式转换之后,通过预先设定好成型的方向,设定好分层的厚度,就可以对模型进行分层切片处理了。分层后会得到一组垂直于成型方向的彼此平行的平面,这些平面将STL格式文件截成等层厚的截面,截面与模型表面的交线即形成了该截面的轮廓信息,此信息可作为成型扫描过程中的数据。因为每层之间有一定的距离,由于其破坏了模型表面的连续性,这样就可能丢失一部分的轮廓信息,造成模型的尺寸误差和表面精度。 2.成型加工误差 设备自身也存在着一定的误差,它造成的是成型件的原始误差。设备自身误差的改善应该从其系统的设计和制造过程中入手,提高成型设备的硬件系统,以便改进成型件精度。 2.1工作台Z方向上的运动误差 它主要在丝杠的控制下,通过上下移动完成最终的成型加工。所以工作台的运动误差将直接影响着成型件的层厚精度,从而导致成型件的Z向尺寸误差。同时,工作台的运动直线度误差也会造成成型件的位置、形状误差和较差的粗糙度。 2.2 X、Y方向同步带变形误差 X、Y扫描系统:步进电机控制并驱动同步齿形带,然后带动打印头进行每层的扫描运动,是一个二维的运动过程。在定位或者使用时间较长以后,同步齿形带可能会产生一定情况的变形,会严重影响扫描系统的定位精度,所以为了解决这个问题常采用位置补偿。 2.3 X-Y方向定位误差 成型机运动控制系统采用的是步进电机开环控制系统,电机自身和其各个结构都会对系统动态性能造成一定的影响。X、Y扫描系统在往复的扫描过程中存在着一定的惯性,使扫描镜头的扫描尺寸其实大于成型件的设计尺寸,造成尺寸误差,同时,由于扫描系统在扫描过程中是一个加减速的过程,边缘扫描速度会小于中间扫描速度,这样就会导致成型件边缘的固化程度高于中间部分,固化不均匀。 扫描机构在成型过程中,总是在进行连续的往复填充运动。驱动扫描机构的电机自身存在着一个固有频率,扫描不同线长的时候会出现各种频率,所以当整个机构发生谐振时,会给扫描机构带来很大的振动,严重影响成型的精度。 2.4挤料速度与扫描速度误差 在保证有足够加热功率和相同扫描速度的前提下,若挤料速度过高,在工件的表面及侧面就会出现材料溢出现象,导致表面粗糙,支撑结构与工件不易分离;若挤料速度过低,在扫描轨迹上就会出现材料缺失现象。因此,适当降低挤料速度,能提高工件的表面品质,轮廓线更清晰,支撑结构与工件易于分离。 综上所述,通过优化工艺参数可以有效地提高成型件的精度和质量。 3.后处理产生的误差 成型完成之后,需要将成型件取下并去除支撑,对于固化不完全的成型件,还需要进行二次固化。固化完成后还需对其进行抛光、打磨和表面处理等工序,将这些称之为后处理。后处理对成型精度的影响可分为下列三种: (1)支撑去除时,因为人为等因素有可能会刮伤成型表面或其精细的结构,严重影响成型质量。为了避免这点,在支撑设计时应该选择合理的支撑结构,既能起到支撑作用又方便去除,在允许范围内少设支撑,节省后处理时间。 (2)成型后,由于工艺和本身结构问题,零件的内部还会存在一定的残余应力,并且在外部条件如温度、湿度等环境的变化下,成型件会产生一定的翘曲变形,造成误差。应该设法减小成型过程中的残余应力,以提高零件的成型精度。 (3)成型后的零件在尺寸和粗糙度方面可能还不能完全满足用户的需求,例如表面存在阶梯纹、强度不够,尺寸不精确等,所以要对成型件进行进一步的打磨、修补、抛光和喷丸等处理。如果处理不好,可能会对成型件的尺寸和表面质量等造成破坏,产生后处理误差。 综上所述,通过减小分层厚度可以通过自适应的分层方法能很好的提高成型件的表面精度,降低因分层数量较多而引起的效率降低问题,或者通过优化成型加工方向的办法来提高成型件表面质量。其中优化成型加工方向在工艺上有一定的难度,对于成型加工方向的优化,不仅要考虑精度的因素,也要着重考虑成型效率和支撑设计等方面因素。 4.结论 自由成形件的精度是指加工后的成形件与原三维CAD模型之间的误差,主要有尺寸误差,形状误差和表面误差。因为自由成形的全过程包括前处理、自由成形和后处理三个阶段,所以每个阶段都可能存在影响成形件精度的因素。然而,成型件的精度不只与成型机本身精度有关,还与自由成形全过程中的其他因素有关,而(下转第156页)(上接第110页)且这些其他因素还更加难以控制。 [科] 【参考文献】 [1]胡庆夕,周克平,吴懋亮等.快速制造技术的发展与应用.机电一体化,2003,8(5). [2]朱林泉,白培康,朱江森.快速成型与快速制造技术.北京:国防工业出版社,2003. [3]王广春,赵国群.快速成型与快速模具制造技术及其应用.北京:机械工业出版社,2003. [4]于松章,洪军,唐一平.基于RE/RP/RT技术的产品快速开发集成制造系统.新技术新工艺,2004,8(3). [5]勾吉华,彭颖红,阮雪榆.快速成型技术及其工艺分析.机械科学与技术,2000,2(19). 3d打印技术2500字论文篇三:《试谈中小学创新 教育 中3D打印的应用》 随着3D打印在产品设计、建筑设计、机械制造、医学领域、 文化 艺术等行业发挥越来越重要的作用,3D打印这一新兴科学技术也不断融入到人们的工作和生活中。而科技促进教育这一客观规律也决定了3D打印对教育的影响是必然的,3D打印技术与学校教育的结合必成为STEAM教育中对学生开拓创新能力培养的必要组成部分。 1 3D打印在学校教育中的应用现状 创客教育,政策先行,教育部于2015年发布《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见(征求意见稿)》,其中提到了未来五年对教育信息化的规划,鼓励探索STEAM教育、创客教育等新教育模式,从政策层面将刺激3D打印教育市场的快速增长。国内3D打印在教育领域中的应用已然走在了前列,并逐渐步入了批量应用阶段。全国各地区都有学校加入到3D打印创客教育的潮流中来。3D打印在不少地区已经被列入普通学校教育的统筹范围内,而不仅仅是职业培训。 2 3D打印在中小学教育中的优势 传统教育特别是中小学教育是以教师为主导的填鸭式教学方式。因其理论性较强,且多数以死记硬背为主要方式,学生无法把学到的知识进行转化和应用,久而久之就会失去兴趣。而3D打印课程可以让枯燥的课程变得生动起来。在3D打印应用的教学中,学生不再是单纯地看文字或图形,而是根据相应理论知识通过电脑绘制其三维模型,并用3D打印机把模型打印出来。这是学生吸收和运用知识的过程,使学习过程变得生动有趣,同时极大地提高学生学习的主动性和分析、解决问题等方面的能力。 3 3D打印与各种学科的融合 3D打印与学科的融合既是对各传统学科教学的补充,又是开展STEAM教育的重要形式。 3.13D打印与语文课的结合 语文课中的 说明文 是难以描述和理解的,例如赵州桥课程中对桥梁结构的描述。而如果运用课文中描述的知识点用软件把模型绘制并打印出来,有了理论应用于实践的过程,学生对知识的掌握会更加深刻。 3.2与数学课的结合 通过三维模型设计软件,学生可以方便地从不同方位观察模型,任意组合、改变模型形状,学生的空间 想象力 得到很好的锻炼和培养。 3.3与美术、剪纸等艺术课的结合 通过三维设计软件很容易实现二维图形到三维模型的转化。艺术课中的剪纸或手绘图形便可以转化成三维模型,且应用于不同的作品中,并通过3D打印机打印出来,增加课程的趣味性。 3.4与历史、生物、地理、化学、物理等其它课程的结合 辅助教具直接通过3D打印制作出来,将抽象、难懂的教学变得更直观、形象化,更好地激发了学生的学习兴趣。 4 中小学3D打印课程的开展形式 目前很多学校把3DOne作为教学软件,通过软硬件结合,推出3D打印创意设计课程解决方案,以学生动手参与为主要学习方式,旨在全面提升、激发孩子们的潜能,学生在学习过程中潜移默化地提高动手能力和思考能力。3D打印创客教育通常包括如下形式: (1)兴趣班。兴趣班是3D打印在学校开展创客教育初期的主要形式。每个班级挑选数个学生组合成兴趣小团队,由学校老师或者校外的公司机构提供技术支持协助学校开展课程。 (2)校本课程。教师通过课程的开展,总结成果及 经验 完成学校的校本课程,打造校本特色的3D打印课程。 (3)教、科研项目。教、科研项目的方式使得3D打印课程的开展更有拓展性。例如学校以船作为项目题目,学生学习船的工作原理,以及如何优化船体、增加动力机构,然后自己设计船体造型、打印模型和试验航行,通过不断地试验以及改善,学生可以把课题内容掌握得非常牢固。并且学生会不断去思索、尝试各种各样的方式,极大地提高了学生的想象力和动手能力。 5 结语 以3DOne软件为教学的3D打印创客课程,给了STEAM教育一种新的方式,不管是从国家的支持,还是从提高学生的创新能力来说,3D打印都将作为一个重要的手段会得到极大的发展。通过与学科结合的方式,并借助于各地的3D打印比赛,3D打印教育将会有更好的发展。 猜你喜欢: 1. 3D打印技术学习心得体会 2. 3d打印技术论文3000字 3. 3d打印技术论文范文 4. 3d打印技术论文总结 5. 3d打印技术论文结论

3D打印又称为增材制造,近年来得到了快速发展,应用领域不断增加。我整理了浅谈3d打印技术论文,欢迎阅读!

3D打印技术

摘 要:3D打印又称为增材制造,近年来得到了快速发展,应用领域不断增加。本文对3D打印的原理及应用现状进行了分析,对3D打印在教学领域的应用模式进行了探讨。

关键词:3D打印;应用现状;教学领域

1 引言

3D打印,又称为增材制造,是快速成型技术的一种,被誉为 “第三次工业革命的重要标志”,以其 “制造灵活”和“节约原材料”的特点在制造业掀起了一股浪潮。近年来,随着3D打印技术的逐步成熟、精确,打印材料种类的增加,打印价格的降低,3D打印得到了快速发展,应用领域不断增加,不仅在机械制造、国防军工、建筑等领域得到广泛应用,也逐渐进入了公众视野,走进学校、家庭、医院等大众熟悉的场所,在教育、生物医疗、玩具等行业也得到了广泛关注及应用,作为教育工作者,本文将在介绍3D打印的原理、优势、应用现状的基础上,重点探讨3D打印在教育领域的角色及应用模式。

2 3D打印概述

2.1 3D打印原理

3D打印(3D printing,又称三维打印),是利用设计好的3D模型,通过3D打印机逐层增加塑料、粉末状金属等材料来制造三维产品的技术[1]。一般来说,通过3D打印获得物品需要经历建模、分割、打印、后期处理等四个环节[2],其中3D虚拟模型,可以是利用扫描设备获取物品的三维数据,并以数字化方式生成三维模型,或者是利用AutoCAD等工程或设计软件创建的3D模型,有些应用程序甚至可以使用普通的数码照片来制作3D模型,比如123D Catch[3]。

2.2 3D打印的优势

与传统制造技术相比,3D打印不需事先制模,也不必铸造原型,大大缩短了产品的设计周期,减少了产品从研发到应用的时间,降低了企业因开模不当可能导致的高成本风险,使得特殊和复杂结构的模型的制作也变得相对简单,产品也更能凸显个性化。另外,3D打印是增材制造,使用金属粉或其他材料,使部件从无到有制造出来,大大减少了原材料和能源的消耗,生产上实行了结构优化。

2.3 3D打印的应用现状

近年来,3D打印得到了快速发展,几乎应用于各个领域。在模具加工和机械制造领域,使用3D打印相对快速地进行模具的设计与定制,打印复杂形状的各种零件,打印具有足够强度的个性化几何造型的物件。在航空航天、国防军工领域,3D打印应用于外形验证、关键零部件的原型制造、直接产品制造等方面。如空客公司从打印飞机小部件开始,逐步发展,计划在2050年左右打印出整架飞机。生物医疗领域,医学工作者利用3D打印技术打印出患者的心脏模型,缺损下颌骨模型,患者外伤性脑内血肿颅脑模型等,用于辅助诊断并制定术前手术方案,降低了手术难度,减少了手术时间,为患者带来了精准化的治疗。人工椎体和人体气管软骨的打印让人体器官的3D打印成为可能。3D打印的处方药产品SPRITAM(左乙拉西坦)片剂可用于各种癫痫疾病的治疗。建筑工程领域,3D打印建筑不需使用模板,打印的建筑物重量轻,强度大,时间短,产生的建筑垃圾及建筑粉尘少,且可以循环使用,绿色环保。3D打印在首饰、食品、玩具和日常用品的设计和生产中也有广泛应用,可以很好地彰显用户的个性化特点和需求。3D打印在太阳能电池板和特殊材料的制造方面的应用也有突破。

3 3D打印在教学领域的应用

3D打印在教学方面的探索性活动也已经展开,并应用在数学、航空、电子、设计、机电工程、生物医学、天文等大部分学科中,取得了良好的教学效果。基于3D打印的快速生成能力,使得数字化模型能快速转化为立体实物,借助立体实物的生成过程及使用可以提高教学效果,增强学生合作、设计、创新等能力。

3.1打印三维教具学具辅助教学

在课程教学中,借助于多媒体教学手段,一些抽象的图像可以相对直观的显示出来,但针对的是群体,形成的是暂时的视觉感受,印象并不是很深刻,也不易理解。借助3D打印,可以把数字化的图像转化成实物的教具和学具,每个同学都有机会亲手感受,而且还可以亲自设计、策划,无疑对知识点的理解,知识的掌握及应用有很大的促进作用。比如:数学课可以打印出几何曲面、剖面立体实物;动画设计可以打印出3D人物,动物角色模型,且可以根据实效及时修改;语文课可以把要讲解的地域打印出来,如北京的胡同,同学们可以拿着模型理解胡同的特点,体验胡同文化,讲述胡同的来龙去脉;机械制造课可以根据课程内容打印相关的零件、齿轮、连杆等。

3.2 实习实践过程中辅助创新设计

职业学校实习实践教学活动较多,钳工实习、数控机床实习、电子电工实习、动画设计、物联网设计等,都需要借助相应的模型,并设计出一定的模型。借助于3D打印,同学们对需要设计的模型有一个大体的认识,然后经过集体分组的讨论、设计、修改等过程,不仅能增加学生的学习兴趣,促进学生交互学习,协作学习,且能提高学生的设计水平、思维能力和实践能力。比如在模具设计实习中,采用项目式教学法,应用3D打印,学生分组设计、分组打印,学生在亲眼目睹自己的设计零件打印成型的过程及成品后,学习兴趣大增,多次讨论修改的过程也大大提升学生的设计水平。在CAD课程实践环节中,使用3D打印机,可以根据教学需要来设计教学内容,对学生的设计作品3D打印出来进行评比并组装,不仅使学生熟练掌握设计软件建模的基本思路和流程,而且对如何从设计作品到具体的实物的生成有一个明确的认识,有利于日后学生进一步的学习和发展。

3.3 就业创业指导

近年来,大学毕业生人数急剧增加,就业压力增大,国家大力提倡大学生创业,整个社会也兴起了一股自主创业的热潮。对于职业学校的学生来说,有一定的专业知识,有较强的动手操作能力,有创业的热情与激情。借助于3D打印设备,创业指导老师可以指导学生创办创意设计3D打印工作室,利用所学的专业知识,设计出相关产品并打印出来进行销售,同时也可为社会客户提供DIY服务,收取一定的培训费和制作费,也可以在校企合作的基础上为合作企业提供设计和3D打印服务。通过3D打印的上述创业实践活动,加深学生对专业知识的巩固、对设计过程的了解,并培养创新创业意识和能力。

3.4 图书馆应用

图书馆引入3D打印服务是图书馆从文献服务走向创新服务的途径。国外很多图书馆都开展3D打印服务,国内的综合图书馆,如上海图书馆、苏州图书馆也开展3D打印服务,高校中的上海交通大学图书馆也开展3D打印服务,并且通过举办3D打印设计大赛积极推广此项服务,通过比赛普及3D打印知识,让同学们了解3D打印前沿科技,启发学生们用创新思维发现问题、智慧解决问题。学校图书馆可以配备一两台3D打印机,并在保证健康和安全的基础上,充分考虑费用、提交步骤、等待和筛选时间等、制定详细的3D打印制度或政策,并鼓励学生打印原创作品,以发挥学生的专业特长,激发学生的创造力和想象力。

4 结束语

3D打印正从工业领域,走向各个应用领域。不久的将来,也会像电脑、手机、互联网一样进入我们的社会和每个家庭。教育工作者应积极利用这项新技术,促进教学模式和教学活动的创新,更好地提高教学质量和教学效果,提高学生的实践能力和创新水平。

参考文献

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[2] 李青,王青. 3D打印―一种新兴的学习技术[J]. 远程教育杂志2013(4):29-35.

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生物增材制造研究现状论文

主要是依靠生物体细胞壁表面的一些具有金属络合、配位能力的基团起作用,如巯基、羧基、羟基等基团。这些基团通过与吸附的金属离子形成离子键或共价键达到吸附金属离子的目的,其吸附金属的能力有时甚于合成的化学吸附剂。如在适宜的条件下,...www.wsdxs.cn/html/huanjing/20090321/62641.html

生态系统指由生物群落与无机环境构成的统一整体。生态系统的范围可大可小,相互交错,最大的生态系统是生物圈;最为复杂的生态系统是热带雨林生态系统,人类主要生活在以城市和农田为主的人工生态系统中。生态系统是开放系统,为了维系自身的稳定,生态系统需要不断输入能量,否则就有崩溃的危险;许多基础物质在生态系统中不断循环,其中碳循环与全球温室效应密切相关,生态系统是生态学领域的一个主要结构和功能单位,属于生态学研究的最高层次。随着生产力水平的提高,人类活动对生态系统的干扰日益增大,在破坏与保护、生命与金钱的痛苦交织中,人类逐渐意识到了生态系统的真正价值,人类开始关注生态系统的现状,并将其纳入伦理道德体系中,形成了全新的生态伦理道德,这一切深刻影响着庞大的工业帝国,与人类的终极命运。生物多样性指的是一定范围内动物、植物、微生物有规律地结合所构成稳定的生态综合体。 这种多样包括:物种多样性、遗传与变异多样性、生态系统多样性。生态系统多样性是指不同生境、生物群体以及生物圈生态过程的总和。它表现为生态系统结构多样性以及生态过程的复杂性和多变性。保护生态系统多样性尤为重要,因为无论是物种多样栓还是遗传多样性.都是寓于作为一个独立运转的开放系统,生态系统有一定的稳定性,生态系统的稳定性指的是生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力,生态系统稳定性的内在原因是生态系统的自我调节(参,稳态与环境[3],第109页)。生态系统处于稳定状态时就被称为达到了生态平衡。生态系统多样性之中,生态系统多样性保护直接影响物种多样性及其基因多样牲。生态系统保持自身稳定的能力被称为生态系统的自我调节能力。生态系统自我调节能力的强弱是多方因素共同作用体现的。一般地:成分多样、能量流动和物质循环途径复杂的生态系统自我调节能力强;反之,结构与成分单一的生态系统自我调节能力就相对更弱。热带雨林生态系统有着最为多样的成分和生态途径,因而也是最为稳定和复杂的生态系统,北极苔原生态系统由于仅地衣一种生产者,因而十分脆弱,被破坏后想要恢复便需花费很大代价。所以我们要行动起来,保护生态环境,热爱我们的地球!!!对于保护环境,需要做的事情实在太多了。许多事情当然必须由国家和政府来做,比如控制二氧化碳的排放量、禁止使用氟利昂等等。但是,有些事情却与我们每一个人有关。我们如何做到从我做起,保护环境呢?下面几条是我们每个人应该做到的: 首先,必须遵守有关禁止乱扔各种废弃物的规定,把废弃物扔到指定的地点或者容器内,特别是不要乱扔废电池,因为一节废电池中所含的重金属,如果流到清洁的水中,它造成的污染是非常厉害的。 其次,在学习中,要尽量节省文具用品,杜绝浪费,比如,铅笔是用木材制造的,浪费了铅笔就等于毁灭了森林。 第三,应该尽量避免使用一次性饮料杯、泡沫饭盒、塑料袋和一次性筷子,用陶瓷杯、纸饭盒、布袋和普通竹筷子来替代,这样就可以大大减少垃圾的产生。 第四,虽然泡泡糖是小朋友们十分喜爱的糖果,是一种有益于人体健康的食品,但是,千万不要乱扔咀嚼后的胶基,因为它会到处乱黏。在吃的时候,可以先将它的包装纸收好,用来包裹吐出来的胶基,然后,再将它扔到废物箱内。 第五,不要随意捕杀野生动物,尤其不要吃人类的益友——青蛙,因为1只青蛙1年内大约能吃掉1.5万只昆虫,其中主要是害虫。 第六,要爱护花草树木,不破坏城市绿化,并且积极参加绿化植树活动。 第七,离开房间时,关上电灯并且拔掉电视机、音响、计算机等的电器插头。 第八,即使在最寒冷的地方,也没有必要使室温超过18℃,如果你觉得冷,可以多穿一点衣服。 第九,尽可能用节能灯代替普通灯泡,尽管它的价格相对贵一些,但它的耗电量只及普通灯泡的一小部分。 第十,用密闭容器代替塑料包装物来储藏食物。 第十一,购买饮料尽可能选择可回收再利用的罐装饮料。 第十二,请携带自己的购物袋去购物,以避免使用不可回收利用、不可分解的塑料袋。 第十三,节约用水,在刷牙时,请关闭水龙头。 第十四,园丁应施用有机 肥料,如混合肥和粪肥,避免 使用杀虫剂和除草剂,因为它们会渗入泥土,危害水源。 第十五,开车时减速行驶,这样耗油量小,还可降低二氧化碳的排放量。 第十六,尽量以步代车或骑自行车。 无论是过去、现在,还是未来,也无论是家庭、国家,还是世界,环境永远是我们的朋友,善待朋友,就是善待我们自己。

我国生物制造领域的研究自改革开放已经逐渐成为人们关注的焦点,但是对于我国生命科学领域和制造技术领域的研究相对国外而言依旧相对较少,特别是对两个方面结合的有关研究,我国的学术领域和实践领域尚且处于初步的水平。因此,笔者以我国生物制造领域的研究现状为例,分析当前我国所存在的诸多问题。

增材制造论文范文

3d打印技术的发展,给我们的工作生活带来了很大的便利。下文是我整理了3d打印技术论文 总结 范文 ,欢迎大家阅读!3d打印技术论文总结范文篇一:《三维打印快速成形技术及其应用》 摘 要: 文章 对三维打印快速成形技术进行了分析,研究了三维打印快速成形技术的实现方案,并就其系统结构的运行方式做出了说明,最后对三维打印快速成形技术在多个行业领域中应用价值的实现进行了剖析,望能够引起各方人员的关注与重视,促进其进一步发展。 关键词:三维打印;快速成形技术;系统结构;应用 三维打印快速成形技术的核心是:建立在微喷射原理基础之上,通过喷射方式自喷嘴中喷出一定的液态微滴,在此基础之上根据预先设置的路径逐层打印并成形。相对于传统意义上的立体印刷技术或者是叠层实体制造技术而言,三维打印快速成形技术有着非常确切的优势,包括对激光系统要求较低,设备投入资金较少,运行性能可靠,维护工作量少,成本低廉等多个方面。同时,三维打印快速成形技术能够在常温环境下操作,运行安全可靠,可适用的成形材料类型众多,价格均衡,有实践价值。因此,三维打印快速成形技术已成为当前整个快速成形行业中最具综合发展潜力与空间的技术手段之一,有着非常广阔的应用前景。文章即围绕三维打印快速成形技术的实现及其应用要点展开分析,望引起重视。 1.三维打印快速成形技术的实现 从喷射材料上入手,可对三维打印快速成形技术的实现方案进行分类,主要有两种类型:第一是建立在粘结成形基础之上的三维打印快速成形技术,第二是建立在直接成形基础之上的三维打印快速成形技术。具体分析如下: 1.1 粘结成形下的三维打印快速成形技术 下图(如图1)为粘结成形下三维打印快速成形技术的基本工作原理。在本技术方案实施下,首先需要在工作台上均匀铺设一层粉末状材料,然后参照零件截面形态,将粘结材料有选择性的打印至粉末层上,使实体区域内的粉末材料完全粘结起来,形成截面对应的轮廓,打印完一层后将工作台向下移动,然后重复以上操作步骤,直至完成整个工件。 1.2 直接成形下的三维打印快速成形技术 下图(如图2)为直接成形下三维打印快速成形技术的基本工作原理。在本技术方案实施下,首先需要根据待打印的零件截面形状,控制打印头在截面有实体的区域内打印光固化实体材料,同时需要在可支撑区域内对固化支撑材料进行打印,然后利用紫外灯照射技术,在光固化材料的基础之上同步进行边固化打印工作。逐层进行固化处理直至完成对整个工件的打印工作,最后将支撑材料去除掉,以得到对应的成形工件。 2.三维打印快速成形系统结构 在三维打印快速成形技术实现的过程当中,主要的工作流程为:第一步,采集粉末原料;第二步,将粉末平铺至打印区域当中;第三步,在模型横截面上对打印机喷头进行定位,同时喷涂适当的黏结剂成分;第四步,送粉活塞上升同时实体模型下降,以继续打印;第五步,重复以上操作直至模型打印作业完成;第六步,将多余粉末去除掉,对模型进行固化。建立在该技术基础之上,整个三维打印快速成型系统运行需要完成的动作流程包括:打印喷头沿X轴向以及Y轴向的扫描运动,成型腔活塞沿Z轴向运动,储粉腔活塞沿Z轴向运动,铺粉辊筒转向运动以及平向运动等。其中,喷头X轴向运动采取的是传统喷墨打印机 操作系统 中的字车运动系统,引入光栅技术进行检测,X轴向打印精度可以达到5670dpi单位以上。同时,喷头Y轴向扫描运动能够带动打印机沿与X轴垂直的方向匀速动作,双侧驱动方式为步进电机驱动,光栅检测,闭环控制,三维打印成形中的定位精度可以达到10.0um级别。同时,整个三维打印快速成形系统还可以通过应用步进电机的方式为涡轮减速器提供驱动作用力,以驱动丝杆螺母运动,在半闭环条件下实现对铺粉厚度的合理控制(注:铺粉电机运动仅需要控制电机的启停状态,同时配合合理设置转动速度的方式完成工作任务,即应用常规直流电机就能够满足相应的工作要求)。 3.三维打印快速成形技术的实际应用 3.1 三维打印快速成形技术在生物工程领域中的应用 生物工程领域研究中对无生物活性支架以及假体的制作一直都是备受关注的工作内容之一,传统技术手段需要对生物活性材料进行激光加热或烧结,对材料的生物活性有不良影响。而通过对三维打印快速成形技术的应用,能够将参与生命体代谢行为且可降解的组织工程材料制成内部结构具有多孔疏松特性的人工骨材料,将活性因子填充于疏松孔内,起到代替人工骨骼的目的。 3.2 三维打印快速成形技术在制药工程领域中的应用 当前口服药物制剂的制造 方法 主要有粉末压片以及湿法颗粒这两种类型,无论是哪种制药方法,都存在分解速度过快,难以到达血液,或短时间内血液中药物浓度过高的问题,对人体有非常不良的影响。而通过对三维打印快速成形技术的应用,则能够为药物释放可控性功能的实现提供有力的技术性支持,相信随着单药、多药复合释药性口服可控释放药片以及药物梯度控释给药系统等技术的成功研制与应用,三维打印快速成形技术的应用潜力将得到更进一步的扩大与提升。 3.3 三维打印快速成形技术在元件制造领域中的应用 通过对三维打印快速成形技术的应用,能够为产品结构设计检查工作的开展提供非常好的支持,同时,依托该技术能够快速制造产品所对应的功能原型件,从而尽早的展开对产品设计性能的检测工作,缩短设计反馈周期,提高开发有效性,降低开发成本。 4.结束语 结合本文以上分析认为:三维打印快速成形技术作为当前快速成形领域中最具发展潜力的技术手段之一,对比其他快速成形技术而言,有着众多的应用优势,其应用空间也是非常广阔的。特别是在当前快速成形领域学科不断发展与优化的背景之下,三维打印快速成形技术也势必会逐步得到更为广泛与深入的应用。且由于此种技术手段可供选择的材料范围广阔,故而在多个行业的应用价值正逐步显现出来,值得引起重视。本文即围绕三维打印快速成形技术及其应用的相关问题进行分析与探讨,希望以上引起各方人员的高度关注与重视。 参考文献: [1]李晓燕,张曙,余灯广等.三维打印成形粉末配方的优化设计[J].机械科学与技术,2006,25(11):1343-1346. [2]晁艳普,白政民.金属微滴三维打印成形数据处理软件的设计开发[J].机械设计与制造,2014,(8):236-239. [3]庄佩,连芩,李涤尘等.仿生多材料复合增强骨软骨支架的制造及性能研究[J].机械工程学报,2014,(21):133-139. [4]刘厚才,莫健华,叶春生等.三维打印快速成形系统中的数据压缩方法[J].华中科技大学学报(自然科学版),2008,36(5):90-92. 3d打印技术论文总结范文篇二:《三维打印技术的应用与启示》 2013年数字南京 教育 装备工作目标:推进科技实践活动室或技能创造室的装备,全面实现每一所学校拥有一个以上主题鲜明、品质优良,与学校科技实践活动相适应、与学校科技艺体特色发展相适应的实验室;全市创新推进并累计装备建成100个高水平、高品质的机器人、三模科技、农业科技 种植 园等特色实验室,成为南京科技教育的核心与引领基地。评选100个优质科技实验室[1]。 为此,江苏省南京市教育装备与勤工俭学办公室主任后有为带队去山东省济南市历城区观摩三维打印技术培训,参观学校创新实验室,从而了解山东在创新实验室建设方面的一些做法,以及在创新大赛上获得佳绩和向高校输送人才的 经验 。 一、社会为什么需要创新设计和技术应用 《中国玩具制造业利润研究 报告 》显示:以玩具加工业为例,一个芭比娃娃在美国市场上的平均价格为9.9美元,而制作这个芭比娃娃的中国企业只能拿到 0.35美元加工费。中国企业所依赖的是相对低廉的劳动力和原材料成本,对外的竞争力也只是低成本带来的价格优势,所以只能依靠大批量生产,以薄利多销来赚取不多的加工费。我国很多行业产品生产的关键技术大部分来自进口,其中:工程机械高技术产品80%;数控机床70%;石油化工装备76%;集成电路芯片制造设备80%;光纤制造装备100%;通讯、半导体、生物、医药和计算机行业60%~90%;彩电、手机和微机的CPU都是掌握在别人手里[1]。 历史上,中国是人类创新和技术进步的摇篮,世界著名科技史学家李约瑟博士曾经列举了中国传入西方的26项技术,世界科技史上的前27项重要发明中18项来自中国。我国古代科技发明灿若星辰,对世界科技发展做出了巨大贡献。美国学者坦普尔在《中国:发明与发现的国度》一书中详细描述了“中国领先于世界”“西方受惠于中国”的中国古代100项技术发明。以史为鉴,古为今用,技术进步源于创新,创新设计源于服务现实,创造未来。大项目是创意,小改进也是创意,高科技是创意,简约明快也是创意。功能原理是创意,美化外观也是创意。灵感来源于生活,创意让世界更美好。 二、创新设计在初高中技术教学中的应用 我国“十二五”规划提出要深入实施科教兴国战略和人才强国战略,加快建设创新型国家,需要创新型人才,创新型人才培养,教育是基础和前提。同志强调:“要注重从青少年入手培养创新意识和实践能力,积极改革教育体制和改进 教学方法 。” 2011年,奥巴马总统推出的新版《美国创新战略》指出,美国未来的经济增长和国际竞争力取决于其创新能力。“创新教育运动”指引着公共和私营部门联合,以加强创新技术教育。 三维打印技术是专家预测的2013年十大技术革命之一,在打印过程中,打印机将根据计算机设计的模型从底部开始逐层堆积塑料、金属、合金等材料。凭借三维打印技术可以依据数字设计文件制造出固体结构,一旦物品能够在家或办公室远程打印出来,新技术将引发一场制造业革命[2]。三维打印技术在初高中技术教学中的应用,将对培养创新型人才产生重要作用。 1.提高教学效率,发展学生的 创新思维 三维设计软件、结构设计软件在三视图学习中针对学生学习时间少、没有基础等问题提供全新的教学手段,辅助三视图及其画法教学,快速识读技术图。学生进行创新设计时,设计软件提供简单易学的设计手段及完整的设计资源库。直观的三维模型系统教学手段,让设计像搭积木一样简单有趣,对立体模型进行平行移动、旋转、放大、多视窗等操作[3]。 2.降低学习坡度,突破教学难点 从三维设计到二维出图,学生在三维设计软件里轻松完成,快速工程图的生成能使学生做到设计与动手能力的完美结合,促进教育教学改革与学生学习方式的变革,是促进师生共同成长的研究与实践过程。 3.动手动脑结合,强调学生的动手创造 三维打印是一种快速成型技术,它以数字模型文件为基础,通过逐层打印的方式来构造物体,让动手与动脑相结合,让信息技术与通用技术相结合,让三维设计与二维设计相结合,让学生的设计和加工相结合。通过三维动画可以让学生更好地理解弹性碰撞,让机械机构运动的分析更加直观清晰。 三、创新设计帮助学生放飞创新的翅膀 创新设计软件平台在教育信息化中的精确定位是和探究实验室、通用技术实验室、综合实践实验室、信息技术实验室、动漫社相结合。创新软件系列产品及三维打印机将掀起一场教育创新运动。通过创新软件的运用,让我们的孩子和美国的孩子同步学习和发展,学有度、思无界、行无疆,创新设计软件平台及三维打印技术在教育中的促进作用有三: 一是可以引导中学生在生活中发现问题,去主动思考如何解决问题,而不是简单地去抱怨问题,培养学生的人文精神和社会责任感。 创意来源: 在高层楼房擦玻璃是很危险的,有没有既安全又方便的擦窗户方案?窗户有调节风、光的作用,如何利用窗户来改善室内的空气循环和光线照明? 设计原理:百叶窗的结构有可调节性,此类窗户也可以使用类似的结构,即将每扇窗分成若干扇小窗,每扇小窗可以绕轴旋转。这样可以实现调节风和光的作用,并且在雨天也可以开窗。尤其是高层楼房窗户玻璃的擦洗变得十分简便了。 二是可以帮助中学生固化自己生活的直接经验和亲身经历中的“小灵感”,并通过自己的设计―制作―评价,达到“创造”的教学效果。 案例2:可升降课桌椅 创意来源:学校普遍存在着课桌椅不符合学生身材的现象,总会让人觉得或高或低,影响学生的身体健康,于是便想到去设计一种可以升降且更具实用性的课桌椅。 设计原理:把思路定格在齿轮的传动上。在桌腿内部各安装两个齿轮和两条齿条,中间有一根传动轴连动,再在其中一个桌腿的一侧开孔,利用一个把手转动齿轮,这样便能使桌面水平升降 。 图6 利用三维打印技术制作出来的齿轮组 三是可以让中学生高度综合各学科、各方面的知识,并立足于实践,实现“做中学”和“学中做”。 案例3:自动上下楼梯的自助轮椅车 创意来源:家里有残疾人,上下楼梯不方便,有没有可以帮助残疾人自动上下楼梯的自助轮椅车呢? 设计原理:市面上有自动上下台阶的拖车,主要是依靠行星轮系的工作原理。如果把这个原理应用到轮椅上,不就是可以帮助残疾人自动上下楼梯的自助轮椅车吗? 案例4:物理学科中的成像原理 创意来源:来源于初中物理实验凸透镜成像实验。这个实验十分重要,但许多学生只知道概念而不清楚其中的原理与演示的过程。创意的意义在于把生活中的现象用自己的方式表现出来。 设计原理:运用新颖的视觉与动画,让大家耳目一新,将传统的枯燥教学转换为全新的模式,从而调动起大家的学习兴趣和热情。 四、创新设计大赛为学生提供创新实践的平台 为了丰富中小学生学习生活,激发创新精神,培养实践能力,全面推进素质教育,培养有国际竞争力的创新人才,2013年第十四届全国中小学电脑制作活动和第二届中国国际学生信息科技创意大赛专门设立了比赛项目(9)创新未来设计[4]。参赛者参考生活中的常见事物,通过计算机三维立体设计平台创作设计作品。要求首先完成设计 说明书 ,根据设计说明书,通过软件进行三维模型的设计、搭建和零件装配,并制作相关功能演示动画。 作品设计的事物尺寸不超过150 mm×200 mm×200 mm,薄厚不小于2 mm。 初中组设计命题为“未来桥梁”,在保证桥结构稳定的前提下,从功能、外观等方面进行创意设计。桥所应用的情境不做约束,可充分结合自己设定的场景进行设计。 高中组设计命题为“智慧汽车”,从外形、功能等方面加以创意设计。车辆的动力源和工作环境不做约束。 提交文件包括:设计作品,ICS或EXB文件;演示动画,SWF,3GP,MPG,AVI或MOV文件;设计说明书。 作品(含设计作品、演示动画、设计说明书)总大小不超过50 MB。 五、我们的思考 从山东省的创新办学标准来看,他们已经在如下方面做了尝试:创新设计软件和探究实验室相结合(初、高中),和通用技术实验室相结合(高中),和技术教室相结合(初中),和综合实践实验室相结合(小学),和信息技术实验室相结合(通用),和动漫室相结合(通用)。 南京市教育装备与勤工俭学办公室主任后有为说过:我们不一味追求最新的、豪华的、最先进的设备设施,而是选择科学的、实用的、适用的和优质的设备设施。这对于建设创新实验室提供了很好的思路,选择科学的、适用的、适度领先的物质技术及其承载信息,并通过恰当的、优化的、科学的形式整合成能促进教育与学校发展的,能促进教育教学改革与学生学习方式变革的,能促进师生共同成长的研究与实践过程。 组织相关人员调研三维打印应用 参考文献 [1] 张武城.创造创新方略[M] .北京:机械工业出版社,2011. [2] 维克托・巴雷拉.专家预测2013年十大技术革命 包括三维打印技术[EB/OL]. 3d打印技术论文总结范文篇三:《试谈3D打印技术在建筑业应用》 从20世纪80年代起,随着计算机技术、新材料技术的快速发展,3D打印技术不断进步,逐渐走向人们的视野。李晓梅(2014)认为自3D打印机发明30余年来,经历了迅猛发展已成为当今最有生命力的先进制造技术之一[1]。 本文采用文献研究的方法,针对3D打印在建筑行业的应用找出优点及不足,为3D技术在建筑行业的应用提供发展方向和理论参考。 一、3D打印技术在建筑业的应用 (一)3D打印技术概念 江洪(2013)认为3D打印技术是一种增加制造技术,采用分层制造,逐层叠加的方式形成三维实体的技术[2]。李小丽(2014)总结道,3D打印是包括CAD建模、测量、材料、数控等学科[3]。 (二)3D打印技术在建筑业应用优点 李福平(2013)认为3D打印建筑技术优势为速度快;不需要使用模板,可以大幅节约成本,并且具有低碳、绿色、环保的特点[4]。杨健江(2015)认为相较于传统建筑模式,3D打印不仅节约资源,利用废弃物进行制造[5]。丁烈云(2015)认为建筑3D打印数字建造技术满足日益增长的非线性、自由曲面等复杂建筑形式的设计建造要求,是全新的设计建造方法论的革新[6]。 本文将建筑3D打印技术的优点整理如下: 1.基于施工层面。根据图纸以及相关数据,就可制造出建筑墙体、楼板等,大大节约了建筑时间;从设计文件里获得各种指令并进行工作,要求操作业者掌握的操作技能水平要求很低,一方面大大降低了人力成本,另一方面将操作者对产品质量带来的影响因素降到了最低;避免了施工现场存在的安全隐患,保障作业人员的人身安全,减少事故和伤亡。 2.基于经济层面。所需要的材料多可以就地取材,极大节省建造的运输成本;零部件生产一体化成型,既缩短了制造时间,节约了人力成本,又减少了采购及运输成本;仅需更换设计文件和打印材料就可生产不同的零件。 3.基于材料层面。采用增材制造方法,材料利用率高;3D打印技术可打印出高成本曲线建筑;遵照计算机程序,比人工的更加准确,产品质量有保证;打印过程中依据精确的几何计算,采用坚固耐用的材料,质量有保证;墙体是空心的相比钢筋混凝土实心墙体,3D 打印建筑的墙体要轻许多。 4.基于环保层面。原材料可以来源于建筑垃圾、工业垃圾,达到了节能环保、资源再生和改善环境的目标;采用干法施工可避免施工粉尘和噪声影响,生产制造过程中产生的废气、液等有害物质低,减少材料浪费和排污;打印过程几乎不产生噪声和大振动。 (三) 目前建筑3D打印技术存在的问题 3D打印技术虽发展迅速,但仍存在弊端。 1.精度问题。3D 打印技术由于工艺问题导致两层材料之间不能光滑过度,且只能形成样式简单且单一的条纹。影响建筑外立面的美观性。而在一定微观尺度下,如果需要制造的对象表面是圆弧形,那么这种具有一定厚度的条纹,就会造成精度上的偏差。 2.行业规范问题。3D打印建筑在行业内还没有任何相关的规范条例。使用年限和房屋产权等一系列问题都没有权威部门的认可。 3.材料性能问题。3D打印建筑多数为低矮建筑,相较于传统方式,在强度、刚度和加工性上均有不足。且其打印是水平逐层打印,缺少纵向钢筋。 4.设备问题。受限于工作原理,目前3D打印机打印速度较慢,且设备和原材料的价格居高不下在一定程度上阻碍了3D打印技术的发展。 5.伦理安全性问题。伴随着3D打印技术的发展和进步,人体器官的3D打印技术面临着伦理上引起大众质疑的困境。3D打印技术引发的安全风险也收到相应的质疑。 二、结论与展望 本文通过对3D打印技术的相关知识及其在建筑业应用的优缺点、发展前景的梳理和归纳,得到如下结论: 首先,缺少关于适应多元材料的打印设备系统和工艺流程系统的研究,缺少交流和互相融合。 其次,国内外学者研究建筑3D打印研究的初步成果较多,但是缺乏系统、完善的方法体系。 最后,3D打印技术近期发展迅猛,但3D打印的相关专业规定及法律条文并没有得到良好的研究。为避免矛盾与事故的发生,解决由3D打印所造成的冲突,建立公平、公正、完善的相关规定必不可少。 猜你喜欢: 1. 3D打印技术学习心得体会 2. 3d打印必读的10本书 3. 3d打印调研报告 4. 3d打印技术调研报告 5. 3d打印技术学习心得

随着社会的先进技术的不断进步,制造技术也获得快速的发展,具有精密化、智能化、清洁化以及集成化的特点。下面是我精心推荐的先进制造技术2000字论文,希望能对大家有所帮助! 先进制造技术2000字论文篇一:《浅析机械制造技术》 摘 要:随着社会科技的迅速发展,同时市场竞争日益激烈,传统的机械制造生产模式很难满足现实需要,因此,本文首先分析了现代机械制造的特点,然后就发展趋势展开论述。 关键词:机械制造;特点;发展趋势; 随着社会的不断进步,机械制造技术也获得快速的发展,具有精密化、智能化、清洁化以及集成化的特点。就目前而言,计算机、传感、自动化、新材料以及管理等技术与传统的机械制造技术进行结合,保证成为一体,在发展过程中,形成物质流、信息流和能量流的整体系统工程,不断保证生产规模的扩大和追求最佳的经济技术效果,实现机械制造过程中管理的简化和合理化,促进不断采用最新的生产方式。 一、现代机械制造技术发展的国内外现状 从国外发展情况来看,发达国家的机械水平已经相当高,在进行实际的设计过程中,一般采油工计算机辅助和仿真等 方法 ,同时对 企业管理 的方法和手段也日趋规范化和科学化,尤其在机械加工技术方面实现全面的自动化,采用数控技术和自动引导小车等技术。发达国家主要制造了一系列新的系统,主要包括计算机集成制造、智能制造以及敏捷制造和并行工程等系统。 (一)计算机集成制造系统主要建立在自动化、信息技术等基础上,有效利用计算机软件,把企业内部的生产较为分散的自动化系统集成起来,在很大程度上可以提高机械制造的效率。在利用计算机集成系统过程中,要注意以下几个方面,在功能方面来讲,要做好市场预测、产品设计、加工技术以及制造管理和售后服务等,这比传统机械企业自动化服务的范围要大的多,系统非常复杂。这种计算机集成主要以信息和功能,在很大程度上可以有效不断缩短产品开发、保证产品质量,降低工程投资等。 (二)智能制造系统。这种系统主要把模糊推理等人工智能技术广泛的应用到制造系统,最大限度解决实际中遇到的复杂问题,提高机械制造的水平和技术。人工智能系统是智能制造系统的核心技术,可以节省大量的人力和物力以及财力,提高解决实际技术问题的能。 (三)并行工程。并行工程,也可以称为同步或者同期工程,主要对传统的机械产品进行串行的开发,这种系统主要要求开发过程中要考虑到产品的周期,具体包括机械产品的质量、成本、因素、计划以及用户的要求等,保证各方能够协调工作。保证产品开发的各个阶段具有一定顺序性和并行性,保证在进行机械产品设计开发的过程中,及时发现其中存在的问题,最大限度的减少产品的研究、开发和生产周期,保证产品的质量,提高企业的经济效益。 (四)敏捷制造又称为灵捷、迅速和灵活指导,就是将柔性生产、熟练掌握生产技术进行集成,实现对劳动力的灵活管理,能够有效的无法预见的市场消费潜力做出比较迅速的反映。进行敏捷制造的工作原理,就是利用计算机网络和信息集成结构,实现标准化和专业化的生产,采用竞争合作的原则。 二、机械指导技术的发展趋势 就目前而言,机械指导技术发展主要朝着精密加工、微细加工以及纳米技术方向和高度自动化方向的发展,以敏捷制造和CIMS等为主。超精密加工设备正朝着高精度、高速度、多功能、高复合以及智能、安全、环保方向发展,在很大程度上突破了传统的格局,不断降低噪音、油污和粉尘等危害。同时随着全球经济、科技、信息的迅速发展,机械制造朝着全球化、虚拟化以及绿色化的方向反战。 (一)全球化。近些年来,全球化趋势不断加强,机械制造国际化经营越来越受到欢迎,但是也面临着许多的问题和挑战,导致有的企业倒闭或者被兼并。另一方面,由于计算机 网络技术 的不断发展,不断丰富机械制造企业相互之间的信息交流、产品开发以及经营管理,最大限度地增加了国际的市场竞争,因此机械制造全球化的技术基础就是实现网络化、标准化以及集成化,这给机械制造企业带来革命性的变革,保证产品设计、材料选购、机械制造以及产品的开拓和销售可以跨国跨地区的进行流通,真正实现全球化。 (二)虚拟化。虚拟化就是指在实际的机械制造过程中采用虚拟技术,可以大大降低机械产品开发的风险,提升产品的开发速度,保证机械产品的结构和性能能够达到相关标准和要求,不断对投资成本进行优化,具体可以采用运动仿真、动力学、造型设计、人机工程学等。在进行机械制造过程中,要采用模拟和检验技术,促进检验的加工方法、可加工性和合理性,保证机械产品的质量,优化机械产品生产质量,实现最大的经济效益,做好机械产品的设计计划、具体的生产组织管理和车间调度以及物流链的设计等。虚拟化最为关键和重要的就是进行计算机仿真,通过一些软件对真实的系统进行模拟,保证机械产品设计的质量和合理性,避免出现不必要的错误和缺陷,保证机械产品的质量。 (三)绿色化。在进行机械产品设计过程中,要严格按照ISO9000系列国家质量标准进行设计,保证实现机械产品的绿色化,具体包括绿色设计、材料、设备、工艺、技术、包装以及管理等,不断生产处绿色产品,包括最后在产品使用后经过绿色处理后保证能够回收利用。因为采用绿色设计和生产可以在很大程度上减少对环境的破坏,提高机械制造原料和能源的利用率,体现了人类社会的可持续发展,实现制造业的自动化。具体可以采用以下几项技术,精密机械的成形技术主要铸造、焊接以及塑性加工技术,精密的铸造、锻压、热塑性成形以及切割等技术。无切削液加工被广泛的应用在机械加工汗液,在很大程度上解决了冷却液带来的一系列问题。ROM技术突破了传统加工技术的的原则,而是采用添加和累计的方法,具有分层实体制造和熔化沉积制造等技术。以上机械绿色制造工艺的应用,在很大程度上减少原料和能源的消耗,同时建少了产品开发的成本,降低企业的投资成本。 综上所述,在进行现代机械制造过程中,要不断采用先进节能的技术,促进机械制造的可持续发展。 参考文献: [1]李云飞.机械制造技术专业校企合作人才培养模式研究[D].沈阳师范大学2013 [2]王世敬,温筠.现代机械制造技术及其发展趋势[J].石油机械.2002(11) [3]王洋.浅析我国现代机械制造技术的发展趋势[J].装备制造技术.2011(02) 先进制造技术2000字论文篇二:《浅谈机械制造技术》 【摘要】机械制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志,也是国际间科技竞争的重点。本文对机械制造技术在我国及世界历史上的发展作了简要陈述,对先进机械制造技术的现状及技术特点进行概括介绍,并简述了未来机械制造技术的发展方向。 【关键词】机械制造简史 先进机械制造技术 发展现状 发展趋势 中国是世界上机械制造技术发展最早的国家之一。中国的机械制造技术历史悠久,成就辉煌,不仅对中国的社会经济发展起到了重要的促进作用,而且对世界技术文明的进步做出了重大贡献。传统机械制造方面,我国在很长一段时期内都领先于世界,到了近代特别是从18世纪初到19世纪40年代,由于诸多原因,我国的机械行业发展停滞不前,这100多年的时间正是西方资产阶级政治革命和产业革命时期,机械制造技术飞速发展,远远超过了中国的水平,中国机械制造技术的水平与西方的差距急剧拉大,到十九世纪中期已经落后西方一百多年。 新中国建立后特别是近三十年来,机械制造技术发展速度很快,向机械产品大型化、精密化、自动化和成套化的趋势发展,在有些方面已经达到或超过了世界先进水平。新中国机械制造技术的发展速度之快、水平之高是前所未有的。而且这一时期还没有结束,只要我们能够采取正确的方针、政策,用好科技发展规律并勇于创新,我国的机械制造技术还将向更高的水平发展,重新引领世界机械工业发展潮流。 1.机械制造简史。石器时代人类制造和使用的各种石斧、石锤和木质、皮质的简单工具是后来出现的机械的先驱。 几千年前,人类创制了用于谷物脱壳和粉碎的臼和磨,用于提水的桔槔和辘轳,装有轮子的车,航行于江河的船及桨、橹、舵等。所用的动力由人力发展到畜力、风力和水力。所用材料由天然的石、木、土、皮革等发展到人造材料。最早的人造材料是陶瓷。制造陶瓷器皿的陶车,已是具有动力、传动和工作三个部分的完整机械。鼓风器对人类社会发展起了重要作用。强大的鼓风器使冶金炉获得足够高的炉温,得从矿石中炼取金属。西周时期,中国就已有了冶铸用的鼓风器。 17世纪以后,资本主义商品经济在英、法等国迅速发展,许多人致力于改进各产业所需要的工作机械和研制新的动力。随着机械的改进,煤和金属矿石需求量的增加,只依靠人力和畜力已不能适应生产提高的要求,于是在18世纪初出现了纽科门的大气式蒸汽机,用以驱动矿井排水泵。1765年,瓦特发明了有分开凝汽器的蒸汽机,降低了燃料消耗率。1781年,瓦特又创制出提供回转动力的蒸汽机。 18世纪后期,蒸汽机的应用从采矿业推广到纺织、面粉和冶金等行业。制造机械的主要材料逐渐从木材改为金属。机械制造工业开始形成,并逐渐成为重要产业。机械工程从分散性的、主要依赖匠师个人才智和手艺的技艺发展成为有理论指导的、系统的和独立的工程技术。机械工程是促成18~19世纪的工业革命和资本主义机械大生产的主要技术因素。 19世纪末,电力供应系统和电动机开始发展和推广。20世纪初,电动机已在工业生产中取代了蒸汽机,成为驱动各种工作机械的基本动力。发电站初期应用蒸汽机为原动机;20世纪初,出现了高效率、高转速、大功率的汽轮机,也出现了适应各种水力资源的大、小功率的水轮机。19世纪后期发明的内燃机经过逐年改进,成为轻而小、效率高、易于操纵并可随时启动的原动机。内燃机最初用于驱动没有电力供应的陆上工作机械,以后又用于汽车、移动机械(如 拖拉机 、挖掘机械等)和轮船,20世纪中期开始用于铁路机车。内燃机和以后发明的燃气轮机和喷气发动机,还是飞机、航天器等成功发展的基础技术因素之一。 2.机械制造技术的发展。工业革命以前,机械大都是由 木工 手工制成的木结构,金属(主要是钢和铁)仅用以制造仪器、钟表、锁、泵和木结构机械上的小型零件。金属加工主要靠机匠的精工细作以达到需要的精度。随着蒸汽机的广泛使用以及随之出现的矿山、冶金、轮船和机车等大型机械的发展,需要成形加工和切削加工的金属零件越来越多,所用金属材料由铜、铁发展到以钢为主。机械加工(包括铸造、锻压、焊接、热处理等技术及其设备以及切削加工技术和机床、刀具、量具等)迅速发展,从而保证了发展生产所需要的各种机械装备供应。 机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科,是以提高质量、效益、竞争力为目标,包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。随着社会的发展,人们对产品的要求也发生了很大变化,要求品种要多样、更新要快捷、质量要高档、使用要方便、价格要合理、外形要美观、自动化程度要高、售后服务要好,要满足人们越来越高的要求,就必须采用先进的机械制造技术。 3.先进机械制造技术的特点。 3.1 面向工业应用的技术。先进制造技术并不限于制造过程本身,它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容,并将它们结合成一个有机的整体。先进制造技术的应用特别注意产生最好的实际效果,其目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长,目的是要提高制造业的综合经济效益和社会效益。 3.2 驾驭生产过程的系统工程。先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合,使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。 3.3 面向全球竞争的技术。20世纪80年代以来,市场的全球化有了进一步的发展,发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场,倾销产品,输出资本。随着全球市场的形成,使得市场竞争变得越来越激烈,先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。因此,一个国家的先进制造技术,它的主体应该具有世界先进水平,应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。 3.4 市场竞争三要素的统一。在20世纪70年代以前,产品的技术相对比较简单,一个新产品上市,很快就会有相同功能的产品跟着上市。因此,市场竞争的核心是如何提高生产率。到了20世纪80年代以后,制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来,使三者达到了统一。 4.先进机械制造技术的发展现状。近年来,我国的制造业不断采用先进制造技术,但与工业发达国家相比,仍然存在一个阶段性的整体上的差距。 4.1 管理方面。工业发达国家广泛采用计算机管理,重视组织和管理体制、生产模式的更新发展,推出了准时生产(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生产(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理,多数小型企业仍处于 经验 管理阶段。 4.2 设计方面。工业发达国家不断更新设计数据和准则,采用新的设计方法,广泛采用计算机辅助设计技术(CAD/CAM),大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD/CAM技术的比例较低。 4.3 制造工艺方面。工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米/纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高,尚在开发、掌握之中。 先进制造技术2000字论文篇三:《论先进制造技术课程的教学特色与 教学方法 》 0 引言 随着电子信息技术、计算机技术的飞速发展,我国制造业也发生了较大的变革,传统的依靠手工制作的制造业也越来越多的融入了现代信息技术的元素,其产品的设计、制作的工艺、企业的生产经营管理方式等均得到不断的优化。先进制造技术也越来越多的被应用到生产实践过程中,从而对员工的素质提出了更高的要求,因此,各大高校纷纷将先进制造技术这门课作为机械工程及自动化专业的专业课,从而系统地介绍先进制造技术及工程应用方面的内容。由于先进制造技术是集机械、自动化、信息技术于一体的多学科交叉课程,其涉及的范围较广、内容纷繁复杂,并且技术更新换代速度较快。因此,必须改革传统的教学方法,在理论教学的同时,增加实践操作教学的比例,将所学的先进制造技术理论课程知识运用到实际生产中,让学生在实践过程中对给门课程的知识有一个感性的认识,从而对相关知识掌握得更加牢靠,印象更加深刻。 1 先进制造技术课程教学的内容与特色 1.1 先进制造技术课程教学的内容 先进制造技术是将传统的制造技术结合机械、电子信息、经营管理等现代化技术,并将其应用于产品的设计、制作加工、经营管理、售后服务等过程中,以便实现生产过程的高效、低耗和清洁,从而在市场竞争中获取低成本、高收益的优势。各大高校所使用的《先进制造技术》课程涉及的内容较多,较深,前后章节之间的衔接性不是很好,学生在学习的过程中表现得很吃力,对先进制造技术在实际生产中的应用不太熟练,教学效果不太理想。因此,必须改变传统的先进制造技术课程教学方法,提高教学质量。 1.2 先进制造技术课程教学的特色 首先,先进制造技术是一门多学科交叉的从课程,其综合性较强。由于该课程涉及到机械、电子信息、自动化、现代管理等各方面的技术,包含了信息流、物质流和资金流等的多学科交叉融合的课程,其涵盖的内容、过程和信息相当的复杂。 其次,先进制造技术是一门内容覆盖面广的学科。与传统的制造技术相比,现代先进制造技术涉及到产品生产加工的整个生命周期,从最初的产品设计、到产品生产加工、生产过程中的管理,到销售及售后服务的跟踪与质量服务等各方面的过程,其运用到的技术包括自动化技术、产品制作加工技术、以及生产管理技术等等。因此,现代制造技术在传统制造技术的基础上融入了更多跨学科的技术和知识,对学生来说,无形中加大了学习的难度和强度,并且技术更新的速度较快,学生适应能力也不断受到挑战。 再者,先进制造技术是一门动态发展的技术,由于先进制造技术融入了信息技术、自动化技术、管理技术等,而这些技术渗透到了制造业的每一个环节,从最初的设计到生产加工到生产管理再到最后的销售和售后整个环节。只有每一个环节都做得最好,才能实现高效、低耗和清洁生产的目的。因此,随着新技术的不断革新,先进制造技术课程内容也要随着发生变化,并不断得到更新和发展。 最后,先进制造技术课程的实用性较强。由于先进制造技术在现代加工制造业的应用较为广泛,实践性较强。与传统的纯理论教学方法不同,先进制造技术课程不仅重视技术的学习,还重视生产过程中的管理技术,技术与管理的结合使得先进制造技术课程的实用性得到加强。 2 先进制造技术课程教学方法的研究 2.1 合理选择教材,优化教学内容 由于先进制造技术课程是一门动态变化的课程,随着新技术的不断更新和变化,教材和教学内容也应该随之做出调整。首先,要合理地制定教学计划,由于该课程涉及的内容较多,覆盖的学科范围较广,在有限的教学课时内,难以兼顾到教材所涵盖的全部内容。因此,教师应该根据相关知识板块的重要性程度做出课程所需课时的安排,对教学内容进行合理取舍,从而优化教学内容,使学生能够把握课程的重点,有的放矢地去学习相关知识点。 其次,先进制造技术更新换代的速度较快,为了赢得市场竞争力,企业对员工的素质提出了更高的要求,因此,掌握先进制造技术的应用型人才受到制造型企业的青睐。为了顺应这种市场形势,高校必须保证先进制造课程教学内容的前沿性。这就要求教师要熟悉最新的先进制造技术,并将其融入到课堂教学中来,以便开阔学生的视野,启发学生的思维,使学生能够以发展的眼光来学习这门课程。最后,教学内容应该突出先进制造技术课程的特色,由于这门课程是一门实践性较强的课程,教师在授课过程中不仅要要求学生掌握好相关的基础知识,还要培养学生分析问题的能力,培养学生的工程思想,将所学知识与实际工程应用相结合。 2.2 更新教学理念,优化教学方法 由于先进制造技术课程更新速度较快,课程内容具有前沿性,为了培养具有先进制造技术的应用型人才,必须要更新教学理念。另外,现代制造型企业已经从传统的加工装配延伸到产品的整个生命周期,这就要求学生不仅要掌握好先进制造的技术还要具备现代 管理知识 ,具备团队合作能力和工程实践能力。理念指导实践,随着新理念的诞生,新的技术也随之出现,因此,随着先进制造理念的独断发展变化,先进制造技术也不断得到发展。只有让学生掌握好了新的理念,才能更好地将其运用到工程实践中,才能有所创造有所作为。 另外,除了要更新教学理念之外,还要对教学方法进行优化,也就是根据教学内容,采取有针对性的教学方法,以提高教学效果。由于先进制造技术课程既有对基本概念的讲解,也有对相关技术知识的讲解,应分别采取不同的教学方法。例如对基本概念的讲解可以采用授业式讲解,对技术知识的讲解可以采用案例教学、互动式教学或者两者相互结合的方法。通过学生自己查阅资料解决相关问题,然后在课堂上一起讨论的方法,培养了学生思考问题、分析问题、解决问题的能力以及学生的创造性思维。因此,对于先进制造技术课程这样的多学科交叉的课程,教师应该有针对性地采取不同的教学方法进行教学,不断更新教学理念,优化教学方法,以便达到更好的教学效果。 2.3 结合先进技术,优化教学手段 先进制造技术课程涉及的内容较多,课程信息量大,教师可以借助于多媒体进行辅助教学。利用多媒体,将文字、图形图像、音频视频等将教学内容生动形象的展示出来,给学生以视觉和听觉的冲击,提高学生学习的积极性,改善教学效果。同时,利用多媒体进行教学,不仅节省上课板书的时间,使教师将主要的时间用于相关知识的讲解上面。并且,在教学过程中,穿插一些动画、视频等,不仅使课堂内容更加丰富,还能激发学生学习的兴趣,对相关的知识点有更加感性的认识,对教学内容的印象也更加深刻。但应该注意的是,多媒体教学只是一种辅助教学手段,教师还是应该对整个课程讲解起到主导作用,在多媒体授课过程中,对相关重难知识点做出板书,方便学生理解。除此之外,教师应该提前设计一些问题,引导学生进行思考,同时增加学生和教师之间的互动性,调动学生学习的积极性,变被动学习为主动学习,从而既提高了教学的效率,又增加了教学的效果。 2.4 注重实践教学,优化教学效果 先进制造课程的实用性和工程性表明这门课程不仅要有理论教学,还要注重实践教学。再加上这门课程涉及的内容较多,覆盖面较广,学生在学习过程中难以理解相关的知识点,对理论知识难以形成感性认识,学习起来较为吃力,久而久之,便逐渐产生厌学的情绪。因此,必须要加大先进制造课程实践教学的比重,培养学生的创新意识和工程意识。具体可以从以下两个方面进行先进制造技术课程的实践教学:一方面可以进行实验教学,实验教学在培养学生的动手能力、创新能力方面有着重大的作用。学生通过实验进行观察、思考和操作,能够对理论知识形成更加直观的认识,通过参与到实验室的项目中来,既能培养学生的团队合作能力,沟通交流能力,解决问题和分析问题的能力。另一方面,教师也可以组织学生到大型制造型企业、科研机构或者其他实验基地进行观察和体验,从而对先进的设备和制作工艺有一个更加感官的接触,让学生深刻体会到先进制造课程在企业的实际应用中的重要性。这样学生便能对所学的知识产生一种新的认识,并且更加愿意去探索和挖掘这些理论知识的实用型。 3 总结 先进制造技术课程是一门多学科交叉的综合性学科,涵盖的内容较多,知识面较广,并且由于先进制造技术融入了信息技术、自动化技术、管理技术等,随着技术的不断革新,先进制造技术也要不断地发生变化,以便适应市场需求的发展。除此之外,先进制造技术还是一门实用性较强的课程,教师在教学过程中,除了要讲授基本的理论知识,还要加大实践课程的比重,培养学生的动手能力和创新意识。因此,通过对先进制造技术课程教学方法进行研究,本文提出了四种教学方法,分别从教学内容、讲学方法、教学手段和实践教学效果着几个方面着手进行优化教学,以便提高教学质量,增强教学效果。 猜你喜欢: 1. 先进连接技术论文 2. 先进磨削技术论文 3. 关于机械方面毕业论文优秀范文 4. 关于机械制造毕业论文 5. 机械制造技术论文发表

增材制造论文研究思路和方案

在研究思路中,最重要的就是研究方法了,所以这里整理了几个常用的研究方法,以供参考:1、归纳方法与演绎方法归纳就是从个别事实中概括出一般性的结论原理;演绎则是从一般性原理、概念引出个别结论。归纳是从个别到一般的方法;演绎是从一般到个别的方法。门捷列夫使用归纳法,在人们认识大量个别元素的基础上,概括出了化学元素周期律。后来他又从元素周期律预言当时尚未发现的若干个元素的化学性质,使用的就是演绎法。2、分析方法与综合方法分析就是把客观对象的整体分为各个部分、方面、特征和因素而加以认识。它是把整体分为部分,把复杂的事物分解为简单的要素分别加以研究的一种思维方法。分析是达到对事物本质认识的一个必经步骤和必要手段。分析的任务不仅仅是把整体分解为它的组成部分,而且更重要的是透过现象,抓住本质,通过偶然性把握必然性。3、比较分析法比较分析法又称类推或类比法。它是对事物或者问题进行区分,以认识其差别、特点和本质的一种辩证逻辑方法。在资料不多,还不足以进行归纳和演绎推理时,比较分析法更具有价值。康德说:“每当理智缺乏可靠论证的思路时,类比这个方法往往能指引我们前进。”4、观察法观察法是指研究者根据一定的研究目的、研究提纲或观察表,用自己的感官和辅助工具去直接观察被研究对象,从而获得资料的一种方法。科学的观察具有目的性和计划性、系统性和可重复性。5、文献研究法文献研究法是根据一定的研究目的或课题,通过调查文献来获得资料,从而全面地、正确地了解掌握所要研究问题的一种方法。文献研究法被广泛用于各种学科研究中。

论文研究思路和方法范文如下:

范文一:

本文以上市公司关联方交易作为研究对象,结合前人的相关研究,重点分析关联方交易及其信息披露存在的弊端。首先,分析关联方交易的必要性、关联方交易的利弊。其次,分析关联方交易信息披露的必要性以及信息披露中存在的主要问题。然后,通过案例分析论证关联方交易中存在的问题。最后,提出解决方案。

范文二:

本课题研究有目的、有计划严格按照调查筛选—_课题论证——制订方案实践研究一交流总结——申请结题的程序进行。先对中学班主任沟通现状作全面了解,明确研究的内容、方法和步骤;再组织本课题组教师学习课题研究的内容、任务和具体的操作研究步骤。

通过一系列的应用研究活动,了解非暴力沟通的发展历史与特征,建立起中学班主任语言暴力消减路径体系,依托长沙市德育名师工作室及相关课题实验研究中学班主任专业交流平台,完成中学班主任非暴力沟通评价体系,以此推动非暴力沟通的应用与发展。

范文三:

设计方法有很多种比如实例分析法、十字坐标法、调查分析法、头脑风暴法、希望点例举法、仿生学法、类比法、逆向思维法,缩小扩大法、缺点列举法,图表列举法,但所选择的课题在进行设计的时候不可能只用到一种设计方法。

可以说明在设计的某—阶段主要采用什么设计方法。我们在应用各种方法时,—定要严格按照方法的要求,不能凭经验、常识去做。比如,我们要进行市场调查时,应明确制定调查表,明确如何进行分析包括综合分析和设计分析。

研究思路、研究方法、技术路线和实施步骤 1、研究什么?——怎样确定研究课题 一切科学研究始于问题——问题即课题;教学即研究(掌握方法很重要,否则就不是研究);进步与成果即成长。 教育科研课题主要来源于两大方面: A.实践来源——客观存在的或潜在的教育实际问题,教育教学实践本身存在的问题。 教育教学与其外部的矛盾(教师与家长、教师与学校、学校与社会、教育与社会发展)。 B.理论来源——现有教育理论所揭示的问题以及理论体系中的空白和矛盾点(例如《关于“信息技术与课程整合”的冷思考》一文产生的过程) 2、怎样进行研究课题的论证? 我们既然已选定了一个课题,我们就必须对这个课题的所有情况进行全面的了解。了解这个课题目前在国外、国内的研究情况,包括研究已取得的成果和存在的问题,了解这一课题所属的理论体系等等。对课题的全面了解,可以使我们在研究过程中少走弯路,确立研究的主攻方向,这就是我们常说的:“知己知彼,百战百胜”。 怎样对一个课题进行论证呢?论证一个课题主要是弄清如下几个问题: A.所要研究的问题是什么性质和类型的问题? B.要研究的问题具有什么现实意义?它的理论价值(即在理论上预计有哪些突破?) C.要研究的问题目前已有哪些研究成果?研究的方向是什么? D.要研究的问题所应具备的条件分析。 E.课题研究的策略和步骤如何? F.课题研究的成果及其表现形式有哪些? 3、教育课题研究的基本方法有: ⑴ 观察法 ⑵ 调查法 ⑶ 测验法 ⑷ 行动研究法 ⑸ 文献法 ⑹ 经验总结法 ⑺ 个案研究法 ⑻ 案例研究法 ⑼ 实验法(在一个课题研究过程中,根据不同的研究目的和要求,往往会用到两种以上方法) 3.1 观察法:为了了解事实真相,从而发现某种现象的本质和规律。 观察法的步骤:观察法的实施分为以下三个步骤,步骤之一就是进行观察研究的设计,此步骤可分为如下几个方面: 3.1.1 作大略调查和试探性观察。 这一步工作的目的不在于搜集材料,而在于掌握基本情况,以便能正确地计划整个观察过程。例如:要观察某一教师的教学工作,便应当预先到学校大致了解这位教师的工作情况,学生的情况,有关的环境和条件等等。这可以通过跟教师和学校领导人谈话,查阅一些有关的材料,如教案、教学日记、学生作业等,以及听课等方式进行。 3.1.2 确定观察的目的和中心。 根据研究任务和研究对象的特点,考虑弄清楚什么问题,需要什么材料和条件,然后作明确的规定。如果这规定不明确,观察便不能集中,结果就不能深入。观察不能有几个中心,范围不能太广,全部观察要围绕一个中心进行。如果必须要观察几个中心,那就采取小组观察,分工合作。 3.1.3 确定观察对象 一是确定拟观察的的总体范围; 二是确定拟观察的个案对象; 三是确定拟观察的具体项目。 比如,要研究新分配到小学任教的中师或大专毕业生在课余时间进行业务、文化进修的情况,那么,拟观察总体就是教师工作年限达一年或两年的新教师。在这一总体范围内,再定下具体观察哪几所小学,哪几个教研组中的哪些教师。具体观察名单确定以后,再把拟观察的时间、场合、具体观察项目确定下来。 3.1.4 制定观察计划 观察计划除了明确规定观察的目的、中心、范围,以及要了解什么问题、搜集什么材料之外,还应当安排观察过程:观察次数、密度、每次观察持续的时间,如何保证观察现象的常态等。 3.1.5 策划和准备观察手段 观察手段一般包括两种: 一种是获得观察资料的手段;一种是保存观察资料的手段。 获得观察资料的手段主要是人的感觉器官,但有时需要一些专门设置的仪器来帮助观察,如观察屏、计算机终端装置、更高级的如动作反应器等。这些仪器主要起两方面作用:保证观察的客观性与提高观察的精确性。 在保存资料的手段中,人脑是天然器官。但这种与观察主体连在一起的保存手段缺乏精确性和持久性,也不能实现资料的客体化。因此,人们先利用文字、图形等符号手段,进而又利用摄影、录音、录像等技术手段,把观察时瞬间发生的事、物、状况以永久的方式,准确地、全面地记录下来,供研究地反复观察资料和分析资料所用。 无论哪一类手段,都应在观察开始前就准备好,对观察中使用的种仪器也须事先作好功能检查,以保证在使用过程中不出现障碍。对于观察人员来说,必须掌握使用仪器的基本方法,并知道在观察中应做些什么。如要详细、全面拍摄一堂课,一部摄像机是不够的。观察者应准备几部摄像机,并事先作好分工。即使是作观察记录,也需要事先作好设计。在记录纸上印好以一定的格式排列的必须记录的项目,还可以约定一些记录符号,以尽量减少现场记录时书写文字的时间. 我们以中学生课堂行为记录为例,见表5-1。在下面表格中,研究人员根据研究需要,列出他认为在课堂上学生可能发生的行为。但估计所列不会完全,所以留出一些空格,让观察员在需要时使用。研究者如果要请别人帮助观察,必须事先和观察人员讲清楚每一个项目的具体所指,遇到意外情况的处理方法,要求他们熟悉每一个项目的所在位置。为了稳妥起见,还可以在正式观察前先作几次观察练习,帮助观察人员熟悉表格的内容;如发现表格的缺陷,可在正式观察前作出调整。 3.1.6 规定统一性标准 为了增加观察的客观性,为了便于衡量和评价各种现象,为了易于用数量来表达观察的现象,为了使观察结果可以核对、比较、统计和综合,必须事先考虑自己的观察可能涉及到的各种因素,并对每一因素规定出统一的标准。每次观察或观察同一现象的不同观察者,要坚持采用统一的标准去衡量。这主要在于,不同的研究项目常会涉及到不同性质的标准。如:有的涉及到单位问题,如怎样衡量学生表现的知识质量;有的涉及到定义问题,如怎样才算违反纪律;有的涉及计算方式问题,如怎样登记和表达学生之间产生的矛盾的频率,等等。对类似问题,都应事先做好统一规定。

钛合金增材制造稳定性研究论文

增材钛合金粉末产量:江苏金物年产钛合金3D打印粉末超100吨,技术源自北京科技大学。凭借北京科技大学10多年来在钛合金粉末方面的深入研究,金物新材研发出独有的IPCA(联合气雾化)技术以及相应的生产制造装备;● 预计公司在2021年末可达年产120吨钛合金粉末的规模;● 金物新材的钛合金粉末产品,在各项指标上都不输国际一流品牌;● 近几年3D打印用钛合金粉末的价格已经到1300-1800元/千克的区间,呈现出明显的下降趋势。

钛合金具有质量轻、比强度高、耐腐蚀性好等优点,故被广泛应用在汽车工业中,应用钛合金最多的是汽车发动机系统。利用钛合金制造发动机零件有很多好处。[1] 钛合金的密度低,可以降低运动零件的惯性质量,同时钛气门弹簧可以增加自由振动,减弱车身的振颤,提高发动机的转速及输出功率。 减小运动零件的惯性质量,从而使摩擦力减小,提高发动机的燃油效率。选择钛合金可以减轻相关零件的负载应力,缩小零件的尺寸,从而使发动机及整车的质量减轻。零部件惯性质量的降低,使得振动和噪声减弱,改善发动机的性能。 钛合金在其他部件上的应用可提高人员的舒适度和汽车的美观等。在汽车工业上的应用,钛合金在节能降耗方面起到了不可估量的作用。 钛合金零部件尽管具有如此优越的性能,但距钛及其合金普遍应用在汽车工业中还有很大的距离,原因包括价格昂贵、成形性不好及焊接性能差等问题。 阻碍钛合金普遍应用于汽车工业的最主要原因还是成本过高。 无论是金属最初的冶炼还是后续的加工,钛合金的价格都远远高于其他金属。汽车工业能够接受的钛制零件成本,用连杆钛材8~13美元/kg,气阀用钛材13~20美元/kg,弹簧、发动机排气系统及紧固件用钛材希望在8美元/kg以下。是铝板材的6~15倍,钢板材的45~83倍。

熔点高 密度小 抗腐蚀性能非常好

植入物纯钛一般称为“生物钛”,主要用于血管支架等植入体内的医疗器具原材料,特点是纯度高、永久不腐蚀、人体亲和性好。钛合金是在钛金属内添加其他金属材料做成的合金,优点是韧性更好、价格低,但强度、耐腐蚀性、舒适度、质感等方面都无法和纯钛相比。

钛合金的密度一般在4.5g/cm3左右,仅为钢的60%,纯钛的强度才接近普通钢的强度,一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料 一、锌合金的特点 1. 比重大。 2. 铸造性能好,可以压铸形状复杂、薄壁的精密件,铸件表面光滑。 3. 可进行表面处理:电镀、喷涂、喷漆。 4. 熔化与压铸时不吸铁,不腐蚀压型,不粘模。 5. 有很好的常温机械性能和耐磨性。 6. 熔点低,在385℃熔化,容易压铸成型

我也打串钩好多年了,矶杆、筏杆、海杆都用过,个人认为,如果手头有软一点的海杆或筏杆,完全可以凑合用,前提是要换细线,如果要买,冬钓的话,还是矶杆比较有优势,矶杆长,便于抛投,远近兼顾。而筏杆较短,再挂上串钩,对于抛竿动作要求就高了,新手往往抛不准。且矶杆杆稍细软,反映信号比较灵敏,适合钓冬季吃口轻的鱼。至于长度,建议买4.5米的,因为你买了杆子不仅仅是冬天用吧?4米5的矶杆还可以用来夏天搏巨物,用途更广,更实惠。

合金的优点: 1.使熔点降低,便于铸造成型。 2.增加某些特殊性能。例如:铝合金,铝合金是纯铝加入一些合金元素制成的,如铝—锰合金、铝—铜合金、铝—铜—镁系硬铝合金、铝—锌—镁—铜系超硬铝合金。铝合金比纯铝具有更好的物理力学性能:易加工、耐久性高、适用范围广、装饰效果好、花色丰富。 例如镁合金的优点是密度小、比强度、比刚度高,抗震能力强,可承受较大的冲击载荷;同时,切削加工和抛光性能好,是航空航天、仪器仪表、交通运输等工业部门的重要结构材料。 3.合金的硬度大于其组成的金属。例如铝合金 合金的缺点: 1.一些合金易形成电化学腐蚀(形成原电池) 缺点很少

钛合金表带质轻,因为传热慢,所以不会感觉冷冰冰的的。不会过敏。

(1)铝型材 铝材属于金属类别中有色金属之一,由于应用较广,单独介绍如下:常用有铝型材和压铸铝合金两种。其中主要由纯度高达92%以上的铝锭为主要原材料,同时添加增加强度、硬度、耐磨性等性能金属元素,如碳、镁、硅、硫等,组成多种成分“合金”。 1.1铝型材 铝型材常见如屏风、铝窗等。它是采用挤出成型工艺,即铝锭等原材料在熔炉中熔融后,经过挤出机挤压到模具流出成型,它还可以挤出各种不同截面的型材。主要性能即强度、硬度、耐磨性均按国家标准GB6063。优点有:重量轻仅2.8,不生锈、设计变化快、模具投入低、纵向伸长高达10米以上。铝型材外观有光亮、哑光之分,其处理工艺采用阳极氧化处理,表面处理氧化膜达到0.12m/m厚度。铝型材壁厚依产品设计最优化来选择,不是市场上越厚越好,应看截面结构要求进行设计,它可以在0.5~5mm不均。外行人认为越厚越强硬,其实是错误的看法。 铝型材表面质量也有较难克服的缺陷:翘曲、变形、黑线、凸凹及白线。设计者水平高者及模具设计及生产工艺合理,可避免上述缺陷不太明显。检查缺陷应按国家规定检验方法进行,即视距40~50CM来判别缺陷。 铝型材在家具中用途十分广泛:屏风骨架、各种悬挂梁、桌台脚、装饰条、拉手、走线槽及盖、椅管等等,可进行千变万化设计和运用! 铝型材虽然优点多,但也存在不理想的地方: 未经氧化处理的铝材容易“生锈”从而导致性能下降,纵向强度方面比不上铁制品.表面氧化层耐磨性比不上电镀层容易刮花.成本较高,相对铁制品成本高出3~4倍左右。 #r(M;F0k!n5D 1.2压铸铝合金 压铸合金和型材加工方法相比,使用设备均不同,它的原材料以铝锭(纯度92%左右)和合金材料,经熔炉融化,进入压铸机中模具成型。压铸铝产品形状可设计成像玩具那样,造型各异,方便各种方向连接,另外,它硬度强度较高,同时可以与锌混合成锌铝合金。 压铸铝成型工艺分: 1、压铸成型 2、粗抛光去合模余料 3、细抛光; 另一方面,压铸铝生产过程,应有模具才能制造,其模具造价十分昂贵,比注塑模等其它模具均高。同时,模具维修十分困难,设计出错误时难以减料修复。 压铸铝缺点: 每次生产加工数量应多,成本才低。抛光较复杂生产周期慢产品成本较注塑件高3~4倍左右。螺丝孔要求应大一点(直径4.5mm)连接力才稳定适应范围:台脚、班台连接件、装饰头、铝型材封口件、台面及茶几顶托等,范围十分广泛。 (2)五金类中国家具论坛,中国最大的家具社区,由家具行业权威姚梅晶女士悉心创建,所有的家具人,都可以充分利用这个平台,做自己想做的事!5_2H(Z0i2z1w2F “五金”概念属通俗说法,标准分类应划分为黑色金属和有色金属两大类,它在家具中运用有管状、棒状、板状、线、角状几种 0H;x3^0M)K 2.1黑色金属件 主要指铁制品,它优点是:耐变形、强度特高、耐磨性好、硬度高、价格低,寿命长。属碳素铁合金,它分高碳钢、低碳钢、中碳钢;它分圆管、方管、角铁、钢板几类。圆管类主要用于椅子类产品;方管用于梁、托架类;钢板主要用于台桌的挡板、屏风板、挂件、托臂、金属柜、门等。 钢铁制品缺点: 1、易生锈 2、体积重中国家具论坛,中国最大的家具社区,由家具行业权威姚梅晶女士悉心创建,所有的家具人,都可以充分利用这个平台,做自己想做的事!3`-h6d,u+v4W 3、怕潮湿 解决上述缺陷方法有电镀、喷涂、发黑发蓝处理等。 五金件加工成型方法较多:折弯、冲切、钻孔、焊接、切割、压形。总之,按设计要求或产品要求进行加工。 2.2有色金属件 指除铁制品外一切金属件如:铝、铜、锌、不锈钢等。它有一个特点不容易生锈、强度较黑色金属差,家具中采用较多有:铝板、铝棒、不锈钢管、不锈钢板、铜板、锌板。 不锈钢制件:不锈钢制件分不锈铁和不锈钢两大类:常称“430”为不锈铁,“304”为纯不锈钢,判别它们方法之一:用磁铁测试,“430”能被磁铁吸住,而“304”则不能。不锈钢件比重略高于铁制品,价格却比铁制品高出4倍之多,因此,只有高档产品才使用。 铜制品:铜制品分纯铜和铜合金。纯铜又称紫铜,强度硬度较差,但韧性好。铜合金中应用于家具较多为黄铜,它是一种含锌为主合金铜。纯铜价格略高“304”不锈铜30~40%,而黄铜则比纯铜低20%价格。铜合金硬度、强度比不锈铜略高,但易断裂、脆性较大。家具中应用铜件主要为拉手、预埋螺丝。为了防止“生锈”,纯铜一般要电镀后才能使用,而黄铜则不需要,大面积使用于家具的制品较少。 锌制品:纯锌制品使用较少,主要与以锌合金或钢铁结合使用。如镀锌板、电解板等。家具中使用较少,原因为锌制品强度较差。锌合金配件如偏心扣、结构件连接点(件)等。锌合金比重比铁略低约6.8左右,价格介于钢铁和铝合金之间,多数锌合金以压铸件形式生产家具配件 钛、锆合金:此类属较昂贵金属,它用于家具中多数以电镀形式出现,用于高档拉手、合页及高挡外露连接件或酒店家具之中。其电镀成本比镀铬成本高40%左右,但外观高档类似金银产品,耐磨性十分好,不会生锈。 2.3铸件金属 家具五金制品中有很多采用铸件,如拉手、门铰等,目前市场流行各种铸件生产工艺方式很多,如:精铸工艺、压铸工艺、浇铸工艺。铸件材料有黄铜、不锈钢、锌锡合金、铝合金。铸件产品特点:精致、造型特别等。缺点为单件成本高,不同铸件工艺成本均不同,大致高到低,精铸压铸浇铸,模具造价高到低为:压铸精铸浇铸。铸件产品缺点为:生产周期略增,产品要经2~3道工序才能做出合格配件,而配件还要按不同要求进行或电镀、抛光、拉丝、喷砂、喷油等表面装饰处理。

只搜到这些资料,希望对楼主会有点帮助!铸造为例 锌合金硬度65-140,抗拉强度260-440 铝合金硬度45-90,抗拉强度120-290 总体锌合金比铝合金硬度高,抗拉强度大了。使用情况也不同了 lz你可以看看机械设计手册,这样的区别 ,没有太大的用处。他们的区别太大了铝合金塑性好,但强度低,但它的比强度要高,适合用于承载大重量的中等结构材料中,铝合金和锌合金都有较好的耐蚀性能锌合金比铝合金硬度高,抗拉强度大,但也没有绝对的界限。铝合金的密度小,硬度也有很大的,像2***系和7***系列的合金,其硬度都是非常大的,而且抗拉强度也比较好。他们最主要区别在于成分,锌合金的主元素是锌,一般大于85%,铝合金金主元素是铝,一般大于87%,具体要看合金的种类、牌号,简单理解就是锌合金就是在锌里面添加其他合金元素,铝合金亦然以锌为基加入其他元素组成的合金。锌合金熔点低,流动性好(可铸薄壁零件),易熔焊、钎焊和塑性加工,在干燥空气和大气中耐腐蚀,残、废料便于回收和重熔;但蠕变强度较低,自然时效会使尺寸发生变化。锌合金按制造工艺可分为铸造锌合金和变形锌合金两类。铸造合金的产量远大于变形合金。下表中列出几种重要锌合金的成分、性能和用途。 铸造锌合金 依铸造方法不同又分为压力铸造锌合金(在外加压力作用下凝固)和重力铸造锌合金(仅在重力作用下凝固)。 压力铸造锌合金 这种合金从1940年在汽车工业中应用以后,发展较快,产量剧增。在锌的消耗总量中,约有25%用来生产这种合金。最常用的合金系为Zn-Al-Cu-Mg系。 铝能细化晶粒,提高锌的强度和冲击韧性,并能明显地减轻熔融锌对铁容器的腐蚀,避免铸件与压铸模的焊合或粘连,使锌合金可在热室型压铸机中生产,以提高生产率。铝的适宜含量约为3.5~4.3%。 铜能提高锌合金的强度、硬度和耐蚀性,但加入量过多会降低时效后的合金冲击韧性和尺寸稳定性。压铸锌合金中铜的最高含量为 1.25%,最好控制在1%以下。如铸件很大或尺寸稳定性要求很高,宜选用含铜量较低的合金。 镁在压铸锌合金中能减轻材料的腐蚀,还可以消除铅、锡等杂质的有害影响;镁的含量约为0.01~0.08%,通常不超过0.05%。如含量过多会产生热脆性,使铸造发生困难。 某些杂质明显影响压铸锌合金的性能。因此对铁、铅、镉、锡等杂质的含量限制极严,其上限分别为0.005%、0.004%、0.003%、0.02%,所以压铸锌合金应选用纯度大于99.99%的高纯锌作原料。 重力铸造锌合金 可在砂型、石膏模或硬模中铸造。这种锌合金不仅具有一般压铸锌合金的特性,而且强度高,铸造性能好,冷却速度对力学性能无明显影响,残、废料可循环使用,浇口简单,对过热和重熔不敏感,收缩率小,气孔少,能电镀,可用常规方法精整。 变形锌合金 工业上应用的变形锌合金除了传统品种外,出现了Zn-1Cu-0.1Ti和 Zn-22Al合金。前一种合金经轧制后,由于有TiZn15金属间化合物弥散质点沿轧向排列成行,可阻碍晶界移动,因而可显著提高蠕变强度。这种锌合金晶粒细,具有良好的低温塑性,除采用一般成型方法生产制品外,还可轧制成复杂形状的型材。Zn-22Al合金在一定条件下具有超塑性。

2021年末钛合金产能将达120吨△钛合金粉末工厂内部 据南极熊了解,金物新材位于江苏省泰州市粉末冶金工业园区的独立生产设施,占地总规模达594亩,其中一期钛合金粉末基地规模超20000平方米,球形钛合金粉末年产能达60吨。二期产线也已陆续上马,预计在2021年末可达年产120吨钛合金粉末的规模。

增材制造技术的快速发展,为钛合金的生产制造提供了新的方法,激光/电子束、熔焊和固态焊三种增材制造方法在钛合金生产中得到了国内学者的广泛研究。研究表明,钛合金采用增材技术可得到高质量零件,但不同增材技术具有不同技术特征,实际应用及未来发展中需要根据实际需求采用不同的增材方法。

1.序言

钛及钛合金因具有密度小、耐高温、耐腐蚀等优异的物理性能及化学性能,在各工业领域都具有广阔的应用前景,包括船舶制造、航天航空、汽车制造等,同时它也是国防工业的重要材料之一。钛合金的应用对工业发展起到巨大的推动作用,优于传统材料的性能使其产品质量有了很大提升,满足了工业发展对新材料、新工艺的发展要求,加速了现代工业的发展。随着钛生产力的不断改善,钛合金已经成为工业生产中的第三金属。

增材制造(Additive Manufacturing,AM)又称“3D打印”,是一种可以实现构件的无模成形的数字化制造技术,具有设计和制造一体化、加工精度高、周期短,产品物理化学性能优异等特点。增材制造技术从20世纪70年代以来发展迅速,因其与传统制造技术具有巨大差异,已然成为工业领域的研究热点,在现代工业的多领域都得到了快速发展。

增材制造技术的迅速发展,理论上可以实现任何单一或多金属复合结构,为复杂结构件的制造提供了新方法。钛合金的增材制造技术,解决了精密结构件的加工难题,进一步加大了钛合金的应用范围。伴随着工业社会的迅速发展,钛合金增材制造技术日新月异,按照增材制造技术的热源不同,可将钛合金增材制造技术分为激光/电子束增材制造、熔焊增材制造和固态焊增材制造三种方式。国内外的专家学者通过不同的增材制造技术手段,优化工艺方法,稳定增材制造过程,减少或避免增材制造结构缺陷产生,使钛合金增材制造技术朝着绿色、高效、稳定的方向继续发展。

2. 激光/电子束增材制造

激光束和电子束作为高密度束源,能量密度高并可调控,被誉为21世纪最先进的制造技术。目前激光/电子束增材制造主要分为激光金属沉积(Laser Mental Deposition,LMD)技术、激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)技术、电子束熔丝沉积(Electron Beam Free Form Fabrication,EBF3)技术、电子束选区熔化(Electron BeamMelting,EBM)技术,在钛合金增材制造领域皆有广泛研究。

2.1 激光金属沉积(LMD)

Mahamood等人采用LMD技术进行了Ti6Al4V/TiC 的功能梯度材料(Functionally gradedmaterials,FGM)研究,根据早期经验模型进行工艺优化,获得优化后的功能梯度材料,对其组织、显微硬度、耐磨性进行表征。研究结果表明,采用优化后工艺参数制造的功能梯度材料拥有更高的性能,硬度是基体硬度的4倍,高达1200HV。Silze等人利用新型半导体激光器采用LMD技术进行Ti6Al4V的增材制造试验研究,LMD装置是由6个200W半导体激光头圆形环绕在进给枪上(见图1),激光束直径0.9mm,可以实现方向独立的焊接工艺过程,显微结构无缺陷。研究结果表明,随着层间停留时间的延长,冷却时间增加,晶粒厚度降低,有助于提高材料的力学性能,采用LMD技术增材制造均能满足锻造Ti6Al4V所规定的最低屈服强度和抗拉强度要求。

Heigel等人采用原位温度、应力实时测量与热机模型结合有限元热-应力顺序耦合模型的方式,研究了Ti6Al4V激光沉积增材制造过程中的热、力演化过程,结果发现残余应力最大力出现在增材层的中心下方,向两侧方向应力减小,随着停留时间增加,层间温度差变大,残余应力增大。左士刚利用TA15钛合金球形粉末采用激光沉积技术进行了TC17钛合金增材修复制造过程研究,研究了修复件组织特性与力学性能影响规律。结果表明,采用激光沉积技术增材修复后的TA15/TC17修复件无焊接缺陷,修复件抗拉强度为1029MPa,采用退火处理后,力学性能明显增强,抗拉强度基本可达TC17锻件标准,伸长率优于标准。

综上所述,对于钛合金的LMD技术增材制造相对较为稳定,增材件力学性能基本满足锻件最低标准,对于某些特定需求钛合金则要进行增材制造后热处理的方式达到使用要求。

2.2 激光选区熔化(SLM)

唐思熠等人采用SLM技术制备Ti6Al4V钛合金试样(见图2),并对微观组织、力学性能和致密化行为进行了分析研究。结果发现,激光功率从360W增加到400W时,致密度提高明显;在400W后继续增加功率,致密度受激光扫描速度的影响较大,最优工艺参数下的试样质量远高于锻件标准。

Polozov等人采用SLM技术进行增材制造Ti-5Al、Ti-6Al-7Nb和Ti-22Al-25Nb块状合金,对Ti-Al-Nb系统进行退火处理,对试样进行系统表征研究。结果发现,Ti-5Al可以采用SLM增材制造成钛合金,Ti-6Al-7Nb和Ti-22Al-25Nb则需要在1350℃下热处理才能完全溶解Nb颗粒,但是此时样品氧含量较高,力学性能降低。

Fan等人研究了SLM技术增材制造Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo(Ti-6242)钛合金在标准时效(595℃/8h)下的显微组织稳定性。研究结果发现,随着激光扫描速度的提高,相对密度增加到99.5%后急剧下降到大约95.7%,时效老化处理的Ti-6242相对刚制成的Ti-6242抗拉强度从1437MPa提升至1510MPa,延展性从5%降低到1.4%,同时硬度也从410HV增加到450HV,β相颗粒的沉淀硬化作用是产生这种变化的重要原因。

Ren等人采用SLM技术增材制造进行了Ti-Ni形状记忆合金组织性能的研究工作,制备等原子Ti50Ni50(质量分数)样品,结果发现,在激光功率为40J/mm3,扫描速度为1000mm/s下可制造几乎完全致密试样,不同扫描速度对相组成、相变温度和维氏硬度的影响作用有限,与传统铸件相比,SLM技术增材制造件拥有较高的真空压缩和断裂强度。

综上所述,对于Ti6Al4V的SLM技术增材制造相对较容易实现,对于钛与其他元素合金的SLM技术增材制造还需要做进一步地研究,需要进行预热或者其他热处理手段和进行氧含量的控制手段来增强其他钛合金SLM技术增材制造的力学性能,获得高质量的研究试样。

2.3 电子束熔丝沉积(EBF3)

靳文颖研究了TC4钛合金的电子束熔丝沉积增材修复技术,进行了普通TC4焊丝和自制TC4EH焊丝的增材修复性能对比。研究发现,采用自制TC4EH焊丝的抗拉强度(905.23MPa)明显高于TC4普通焊丝(809.04MPa),硬度和冲击韧度同样较高,伸长率可达原材料的90%以上,具有优良的力学性能。

Chen等人进行了电子束熔丝沉积Ti6Al4V变形控制研究(见图3),电子束以100~150mA之间的扫描电流和低于100mm/s的速度工作,则可以形成薄壁件,扫描形式对残余应力分布影响不大,单向扫描变形更大,收缩变形在往返扫描情况下较为明显,并且与电流变化成正比关系,同时,发现基板底部恒定温度约束下,变形得到改善。

Yan等人研究了电子束熔丝沉积Ti6Al4V加强筋的残余应力与变形,研究发现,两个加强筋都对板产生不利的变形,纵向轨道比横向轨道引起板更大的变形,加强筋的沉积轨迹对变形有很大影响,最大位移发生在与纵向轨道相关的加强筋的内底边缘,高残余应力区域主要集中在加强筋的根部。

综上所述,对于钛合金的电子束熔丝沉积增材制造的研究相对较少,主要偏向借助有限元分析软件的变形控制等领域。分析认为,电子束熔丝沉积增材制造可以克服传统的钛合金加工方式的弊端,借助有限元分析软件更为实际应用过程中提供了基础理论的指导。

2.4 电子束选区熔化(EBM)

Murr等人采用EBM增材制造的方法制备多孔泡沫Ti6Al4V,研究了刚度与密度之间的关系。结果发现泡沫具有实心孔和中空孔结构,与实心、紧密的EBM制造件相比,中空孔结构的强度与硬度成正比,强度高出40%,并且刚度与孔隙率成反比,采用EBM增材制造的泡沫材料在生物医学、航空航天等领域的应用具有巨大潜力。

许飞等人采用电子束选区熔化技术对制备的TC4钛合金开展了大功率高速光纤激光焊接试验研究。结果表明,受EBM技术增材制造TC4的晶粒尺寸差异的影响,激光焊接试验熔合区靠近上下表面的β柱状晶组织相对细小。焊缝区显微硬度高于增材区硬度,且顶部硬度较高。

Seifi等人研究利用EBM增材制造Ti-48Al-2Cr-2Nb的组织性能研究,结果发现,所沉积的材料强度和硬度值超过了常规铸造Ti-Al所获得的强度和硬度值,这与目前测试的增材材料中存在更精细的微观结构相一致。

Surmeneva等人研究了采用EBM技术增材Ti–10%Nb(质量分数,下同)的组织性能研究。结果发现,通过EBM技术元素Nb和Ti的粉末混合物中原位生产Ti-10%Nb合金,最大的Nb颗粒保留在EBM制造的样品中,并且Nb仅部分扩散到Ti中,如图4所示,应该对EBM工艺的参数优化进行更多的研究,以实现更均匀的合金显微组织。

综上所述,对于Ti6Al4V的EBM研究相对较为广泛,发现对于Ti-Nb合金的EBM技术增材制造仍难很好地解决Nb颗粒的扩散问题,会导致显微组织不均匀,因此对于Ti-xNb合金的增材制造还需要更多的工艺优化试验进行材料性能的提升。

3.熔焊增材制造

与其他增材制造方式相比,熔焊增材制造操作性更强,成本更低,但结构可靠性相对较低。熔焊增材制造一般采用焊丝增材制造,但是由于基材和初始沉积层之间的热梯度大,以及辐射和对流热损失,会在制造的部件底部观察到细晶粒结构。由于较低的热梯度,传热速率较低,这阻碍了在增材过程的中间层形成细晶粒结构,而只在制造部件的中间形成长的柱状晶粒。

3.1 CMT电弧增材制造

李雷等人采用CMT电弧增材TC4薄壁结构,研究其增材层组织性能。结果发现,由于增材过程热循环的反复作用,原始β柱状晶晶界、水平层带条纹、马氏体组织和网篮组织等形态出现在增材层中,由于时效作用,对中下部区域产生强化作用,造成上部增材层显微硬度略低于中下部显微硬度(见图5)。

陈伟进行了CMT电弧增材TC4的微观组织及力学性能研究。结果发现,在设定送丝速度为3.0m/min、焊接速度为0.48m/min的参数下,原始β晶粒剖面面积最小,CMT电弧增材制造TC4钛合金在870℃,1h/固溶炉冷(FC)+600℃、2h/固溶空冷(AC)下热处理,获得的各区域微观组织较均匀,固溶处理后的材料塑性较高。

3.2 等离子弧增材制造

Lin等人采用PAW增材制造Ti6Al4V,在微观结构和显微硬度方面进行了研究。结果发现,先前的β柱状晶粒的外延生长受到脉冲扰动的抑制,这导致形成了具有接近等轴晶粒的柱状晶粒,在沉积早期,由于热循环不足,显微硬度较低,在后续沉积中,硬度升高,在沉积层的顶部,不受连续热循环的影响,导致第二相的体积减小,硬度值降低。

马照伟进行了旁路热丝等离子弧增材制造钛合金的组织性能研究(见图6)。结果发现,钛合金增材构件的横向抗拉强度为977MPa,强度与TC4母材的抗拉强度相当,断裂位置在增材直壁结构尾部区域,这是由于横向焊缝为连续熔化-凝固而来,焊缝中的缺陷和杂质较少,使得横向焊缝具有良好强度性能的钛合金增材构件的竖向抗拉强度为

936MPa,断裂位置在增材直壁结构上部区域,性能较横向焊缝稍差。靠近母材的热影响区硬度相对较低,出现了小范围的软化区,整体的竖向硬度差别并不明显。

3.3 复合电弧增材制造

Pardal等人进行了激光和CMT复合焊接增材制造Ti6Al4V的结构件稳定性研究。结果发现,激光可用于稳定焊接过程,减少焊接飞溅,改善电弧漂移的情况,改善单层和多层沉积的焊缝形状,并将Ti6Al4V增材制造的沉积速率从1.7kg/h提高到2.0kg/h。

综上所述,对于熔焊增材制造钛合金主要集中在TC4的研究中,多采用CMT、等离子等高效熔丝工艺方式,同时采用其他热源辅助焊接的方式稳定焊接过程,进行钛合金的增材制造。分析认为,对于熔焊钛合金增材制造的发展方向应开拓研究制备钛合金功能性材料,便于多领域全方位的应用推广,复合热源的增材方式或其他可控热输入的稳定

增材方式会成为熔焊增材的热门研究方向。

4.固态焊增材制造

4.1 搅拌摩擦增材制造(FSAM)

搅拌摩擦增材制造是一种从搅拌摩擦焊接技术发展而来的固相增材技术,原理如图7所示。增材效率高、成本低;在增材过程中没有金属的熔化和凝固,可以避免熔池带来的冶金缺陷问题,同时搅拌摩擦过程中塑性变形还可以起到晶粒细化的作用,获得低成本、高质量增材产品。

张昭等人基于Abaqus生死单元法和移动热源法建立两种搅拌摩擦增材制造Ti6Al4V有限元模型,研究搅拌摩擦增材的温度分布和晶粒生长情况。研究结果发现,横向增材峰值温度大于纵向增材峰值温度,在搅拌区冷却及增材累积过程晶粒粗化,并且由β相转变为α相,由于不同热循环次数的影响,低层搅拌区晶粒尺寸较大,高层搅拌区晶粒尺寸较小。

4.2 超声波增材制造(UAM)

超声波增材制造(UAM)是一种新的快速成形工艺,用于在室温或接近室温的条件下制造金属基复合材料。较低的加工温度使复合材料能够通过利用嵌入在基体中的高度预应变的形状记忆合金(SMA)纤维产生的回复应力。

Hahnlen等人利用UAM技术制造NiTi-Al复合结构界面强度研究,纤维-基体界面的强度是UAM复合材料的限制因素。结果发现,平均界面剪切强度为7.28MPa,纤维与界面结合方式是机械键合,未发生化学键合或冶金键合方式。

为提高碳纤维增强材料(CFRP)的承重能力,使其能在航空航天和汽车工业上进一步推广应用,James等人进行了CFRP/Ti的超声波增材制造中剪切破坏强度的研究,研究结果发现,采用UAM技术可以实现CFRP/Ti的结构制造,超声波能量和表面粗糙度都对UAM制成结构的剪切强度产生积极影响,在焊接前增加界面的表面粗糙度有助于增加最终焊缝的剪切破坏负荷。

综上所述,关于超声波增材制造钛合金的研究较少,主要进行的是金属基复合材料的研究,以增强复合材料的特定性能满足实际生产应用,分析认为,在未来研究中,应侧重于提升复合材料的力学性能研究方向。

5 结束语

随着现代工业的迅速发展,轻量化的设计成为结构件的发展方向,对结构件的性能和质量要求变的越来越严格,钛合金增材制造技术的迅速发展,可以进一步扩大钛合金结构件的应用范围,提高钛合金增材件的性能,增强结构稳定性。综合国内外所研究的钛合金增材制造技术和现代工业的发展方向,未来钛合金增材制造技术注定将朝着绿色、经济、稳定、快速的方向发展。

1)从绿色发展方向来看,搅拌摩擦增材制造起步阶段较晚,还处于试验研究阶段,未来进行多金属材料的复合结构增材制造,实现特定结构的特种性能,将是该技术的一个研究方向。

2)对于经济、稳定的发展方向,则需要进行电弧增材的稳定性过程探索,尤其是新型复合电弧增材制造的稳定性研究。

3)对于快速性的发展方向,目前阶段激光/电子束增材制造工艺相对较为成熟,应继续探究激光增材制造的经济适用性,从实际生产中的装配精度到生产制造中的工艺优化过程,进而降低生产成本,为钛合金增材制造结构件大面积的生产应用打下基础。

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