sla研究论文
sla研究论文
现今网络规模和复杂度日益增长,传统的集中式管理模式已经不
Now growing network scale and complexity, the traditional centralized management model has not
能满足网络管理的需求,网络管理研究也随之向分布式管理模式发
Can meet the demand of network management, network management study also then distributed management mode to send
展。Web Services作为一种新兴的分布式技术,以其良好的特性得到
Exhibition. Web Services for as a new kind of distributed technology, with its excellent characteristics get
了广泛的支持,也展现了其在网络管理中良好的应用前景。本论文
The broad support, also shows its in network management of good application prospect. This paper
将研究Web Services管理关键技术,以及如何利用利Web Services技
Will study Web Services for managing key technology, and how to use the Web Services for skill
术解决目前网络管理架构中存在的问题。
To solve the current network performed the problems existing in the management structure.
本论文研究了Web Services管理中质量评价、SLA模板、业务
This paper studies the Web Services for management quality evaluation, SLA template, business
流程管理、定价方法等关键技术,并提出了基于Web Services的网
Process management, pricing method and some key technology, and put forward based on Web Services for the nets
络管理架构,同时实现了原型系统验证此架构和关键技术。论文主
Management structure, but also achieve treasure-the a prototype system test this structure and key technology. Thesis main
要研究内容和创新点如下:
To the research content and innovation points as follows:
(1)基于立体QoS模型的Web Services质量模糊评价方法
(1) the three-dimensional QoS model based on fuzzy evaluation method Web Services for quality
分析了Web Services的服务质量需求,以及现有服务质量评价方
Analyzes the Web Services for service quality requirements, as well as the existing service quality evaluation square
泥、适川范围的局限性,根据Web Services的质量属性提出了Web
Mud, suitable scope of sichuan, according to the limitations of Web Services for quality attributes puts forward Web
Services立体QoS模型,给出其中若干关键质量指标的量化定义,
Services for stereo QoS model, and puts forward some key quality indexes of quantitative definition,
在此基础上应用模糊数学中的模糊算法设计了Web Services质量模
On the basis of fuzzy algorithm fuzzy mathematics designed Web Services for quality mould
糊评价方法,指导Web Services生命周期中服务选择、实时监控、
Paste evaluation method, guiding Web Services for life cycle service selection, real-time monitoring,
管理和计费等各阶段的质量评价应用。
Management and billing and so on various stages of quality evaluation applications.
(2)基于Web Services的SLA模板表示方法
(2) the SLA template based on Web Services for representation
分析了已有的SLA模板存在的问题,如缺乏统一的信息模型、
Analyzed the existing SLA template existence of problems, such as lack of unified information model,
SLA元素的含义不明确、无法重用已有的模板定义、不能实现灵活
SLA elements not clear about, the meaning of the template cannot reusing existing definition, cannot realize flexible
和自动化的SLA管理等,针对以上问题提出了基于Web Services的
And the SLA management etc, automation, aiming at the above problems is proposed based on Web Services for
SLA模板表示方法,对支持Web Services的SLA进行建模井给出形
SLA template to support representation of Web Services for given shape modeling SLA well
式化的表示方法,并提出了SLA生命周期管理模型。
Masquerading expression methods, and puts forward the SLA lifecycle management model.
(3)基于SLA的Web Services业务流程管理
(3) based on SLA Web Services for business process management
分析了目前Web Services业务流程管理方法及其不足,为Web
Analysis of the current Web Services for business process management method and its shortcomings, for the Web
Services提出了一种基于SLA的业务流程管理方法:对基本的Web
Services for proposed based on SLA business process management methods: basic Web
Services体系结构进行了基于SLA的信息和角色扩充,从商务模型
Services for system structure based on the SLA information and role from business model and extended
中三种不同角色的视点对其进行了详细的描述;然后参考NGOSS
Three different roles in the view makes detailed description; Then reference NGOSS
的eTOM中“直通”的垂直分析方式,提出了业务管理模型;并采
In the "direct" eTOM vertical analysis, this paper puts forward the way business management model. And adopt
用“全生命周期”的水平分析方式,定义了一种带有反馈机制的闭环
Use "total life cycle" level analysis, defines the way with a feedback mechanism of the closed-loop
业务流程。
Business process.
(4)支持QoS的Web Services定价方法
(4) support QoS Web Services for pricing method
分析了目前Web Services定价方法的不足,为Web Services设计
Analysis of the current Web Services for pricing method for Web Services for insufficient, design
了一种支持QoS的定价方法,这种方案既对使用的带宽进行定价,
A support QoS pricing method, this scheme both pricing for use of bandwidth,
还对多维QoS参数进行了考虑,并加入反馈机制对最终服务单元价
Also on the multidimensional QoS parameters were considered, and join feedback mechanism for final service unit price
格进行了调整,比其他已有的定价方法在技术、网络、用户和经济
Craig has adjusted the pricing method than other existing in technology, network, users and economy
等方面的需求相比有较好的平衡性,对实际应用中Web Services定
The needs of a better balance, compared to practical application of Web Services for calm
价方法制定和实现有指导意义。
Price method formulation and realize significance.
(5)基于Web Services的网络管理架构
(5) based on Web Services for network management framework
分析了已有的网络管理架构不能支持网络管理系统间动态协作
Analyzed the existing network management structure cannot support network management system dynamic collaboration between
的问题,采用Web Services技术和TNA原则,提出了基于Web
Problems, using Web Services for technology and TNA principle, it puts forward based on Web
Services的网络管理架构,描述其组成及其运行机制。
Services for network management structure, described the composition and running mechanism.
关键词:劝几b服务,网络管理架构,服务质量,SLA模板,业务流
Keywords: advised several b service, network management structure, service quality, the SLA templates, traffic
程管理,定价方法
Process management, pricing method
张燕平的发表论文
近年发表的主要文章: 张燕平,张铃,吴涛,不同粒度世界的描述法—商空间法,《计算机学报》2004(3) 张燕平,张铃等,基于覆盖的构造性学习算法(SLA)及在股票预测中的应用,《计算机研究与发展》2004(6) 张燕平,机器学习中特征提取的新方法—重复覆盖算法,《安徽大学学报》2002(3) 张燕平,张铃,夏莹,商空间理论与粗糙集的比较, 《微机发展》2004(10) 张燕平,张铃, 段震,构造性核覆盖算法(CKCA)在图像识别中的应用,《中国图象图形学报》2004(11) 吴涛,张铃,张燕平,机器学习中的核覆盖算法. 计算机学报(2005, ). 张旻,张燕平,程家兴,时间序列相似模式的分层匹配. 计算机辅助设计与图形学学报第17卷第7期2005年7月 张燕平,张铃,吴涛,机器学习中的多侧面递进算法MIDA. 电子学报(2005,).
3d打印技术的应用论文2500字
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
光固化快速成型件的尺寸误差问题论文
光固化快速成型件的尺寸误差问题论文
1 前言
光固化快速成型技术(Stereo Lithgraphy Apparatus) 简称SLA,为最早得到广泛应用的一种快速成型技术,它和其他几种快速成型技术(叠层轮廓法、熔融沉积法和激光粉末烧结法)相比,具有成型精度高、表面质量好以及原材料利用率高等突出的优点。但光固化快速成型技术对温度、振动、光照和湿度等加工环境的要求十分严格, 且光固化机器设备所用原材料成本较高,若未对其生产工艺过程加以控制, 很容易造成样件的尺寸误差,从而导致废品产生,造成企业生产成本的提高和时间的损失。
2SLA 样件尺寸误差类型
通过得到的最终样件尺寸和样件图纸尺寸之间的差异称为误差。从光固化快速成型误差性质来分类,可分为原理性误差和非原理性误差。在SLA 工艺过程中,STL 三维数据的转换、软件的分层处理所带来的误差属于原理性误差,这些误差是光固化快速成型的原理所决定的,因此原理性误差无法消除,只能减小;而三维模型的成型方向的设置工艺和样件的后期处理工艺所造成的误差属于非原理性误差,这些误差不受光固化快速成型原理的影响,相对原理性误差来说,非原理性误差主要受人为因素的干扰。经过工艺改进,可以减小或消除非原理性误差。
3SLA 的原理性误差的'分析与控制
3.1STL 三维数据的转换误差
在快速成形行业中,STL 格式文件已经成为数据交换的事实标准。STL 数据是由一系列三角面片所构成的网格结构所组成,这些三角面片按照如下规则形成STL 数据:
1)任意一个三角形面片的顶点均不能在其他任何一个三角形面片的边上;2)三维模型的表面必须布满三角形,不允许出现孔、洞等现象;3)各个三角形面片的顶点坐标必须是正值;4)若三角形面片具有公共的顶点,则该顶点的坐标值将会被记录多次。CAD软件绘制的三维模型在转换成STL 三维数据时,如果模型的几何结构全部由平面所组成,则没有误差产生,但是一旦模型具有曲面结构,将不可避免的产生误差。
3.2 分层处理误差
分层处理即SLA中的数据离散工艺过程,减小分层的厚度可以减小误差, 但由于SLA 原理决定了分层厚度不可能为零,因此分层处理导致的误差只能尽可能的缩小,并不能避免。分层处理所带来的原理性误差体现在样件上主要有三点:台阶效应、叠层堆积方向(Z 方向)高度误差和细微结构缺失。
3.2.1 台阶效应
经成型方向的工艺设置调整,仍无法保证样件的表面和叠层堆积方向(Z 方向)平行或垂直,样件表面将会产生类似于台阶一样的结构,造成台阶效应这种原理性的误差,这种误差也是SLA 工艺中最为常见的误差现象。
3.2.2 Z 方向高度误差
当样件的Z 方向高度和分层厚度之商非分层厚度的整数倍时,将产生Z 方向高度误差。目前SLA 快速成型设备的分层厚度一般为0.1mm,最小可达0.025mm,可通过设置软件参数,在一定范围内对分层厚度进行调整。例如,某样件本体Z 方向高度值为30.27mm,分层厚度设定为0.1,样件本体被分成303 层,成型的样件本体实际Z 方向高度值为30.3mm,误差为0.03mm。
3.2.3 细微结构缺失
细微结构缺失现象和分层厚度的关系十分密切,一旦样件的细微结构的尺寸小于分层厚度, 将无法做出该结构正确的形状,对于大于分层厚度的样件细微结构的缺失则常发生在层的中间位置上,因为三维模型在进行分层处理时,保证细微结构的起始或结束位置恰好位于层与层之间的分层线处将十分困难,由此带来了细微结构缺失现象,导致误差的产生。
3.3 SLA 原理性误差的控制
针对STL 三维数据转换时产生的误差, 可采取减小弦高值,用更多的三角面片无限的逼近CAD 三维模型。三角面片数量越多,STL 三维数据和CAD 三维模型就越接近, 但过多的三角面片数量会带来数据的冗余,增加计算机处理的负担,降低了生产效率,需根据实际需求合理设定相应的弦高值。在数据分层处理过程中,引入自适应分层工艺,在重要的表面区域或Z 向要求较为严格的样件结构位置,减小分层厚度,增加层数,而其余区域保持原设定分层厚度不变,从而降低重要表面的台阶效应,确保Z 向高度以及细微结构的完整性。
4SLA 非原理性误差的分析与控制
自适应分层工艺在一定程度上减小了SLA 的原理性误差,但目前该工艺的应用还不是十分广泛,只有某些快速成型机支持这种工艺。而样件制作方向是一个十分重要的工艺参数,它对制作样件的表面精度、支撑的数量、支撑的体积和制作时间都有重要影响。在实际加工过程中,应当结合样件的结构及其支撑工艺,选择合理的制作方向,从而保证样件重要表面的精度,并减少后期清洗、去支撑和打磨等人为因素所带来的非原理性误差。
5 结论
光固化快速成型中三维模型的精度、分层固化制造原理、加工工艺过程以及后处理等因素都能够影响到样件的最终尺寸,造成误差。工程技术人员需充分理解并掌握光固化快速成型的原理,并结合客户的实际需求,才能制定出合理的工艺路线,避免形成误差累加效应。
周波的科研论文
近年发表的主要科研论文如下:1.周 波,黄瑞华,刘红林,王林云. SLA-DQB和DRB的生物信息学分析. 生物信息学,已接受,in press2.黄瑞华,周 波,曲 亮,等. 淮猪杂交育肥及胴体性能测定. 畜牧与兽医,已接受,in press3.周 波,黄瑞华,曲 亮,李开桢,王林云,任同苏,姜建兵,吴建海. 用色差仪和肉眼评分评定猪肉肉色的研究. 江苏农业科学,2007,2:121-1244.周 波,于传军,王林云等.新淮猪瘦肉系生长与胴体性状分析. 畜牧与兽医,2006,38(2):28-305.周 波,谈永松,刘红林,王林云.五指山、二花脸和皮特兰猪的SLA-DQB基因外显子2 PCR-RFLP多态性分析.上海农业学报,2005,21(4):1-46.于传军,周 波,王林云等.新淮猪瘦肉系杂交育肥及胴体性能测定.畜牧与兽医,2005,37(6):27-287.谈永松,周 波,王林云.五指山、二花脸和皮特兰猪的SLA-DRB基因外显子2 PCR-RFLP及PCR-SSCP多态性分析.遗传学报,2005,32(2):163-1698.周 波,王林云,谈永松等.猪白细胞II类抗原基因多态性研究进展.遗传.2003,22(5): 611-6149.谈永松,胡志刚,王林云,徐银学,高勤学,周 波.申农Ⅰ号二世代猪肥育及胴体性能试验.江苏农业科学.2002, (5):47-4910.王林云,曾勇庆,高勤学,谈永松,周 波,刘 梅,黄瑞华. 对我国地方猪种若干特性的分子生物学研究[J]. 猪业科学,2006,(1):88-89
上一篇:论文写作与查重
下一篇:文学论文题目贴吧