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沅希Angela8
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liuwenwenlesley

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摘 要

由于无人值守变电站越来越多,这对电力管理部门在技术和管理上都带来了新的挑战。无人值守变电站的自动化、智能化的程度越来越高,各种在线监控系统也越来越多,对于信息化管理的要求也更高。因此亟待需要一个统一监控平台将电气设备、环境、图像、各种报警装置全方位直观展现,以便管理操作人员能快速、直观、便捷的查看到所需的实时或历史数据。本项目即是针对以上所列出的无人值守变电站运行管理的新挑战,通过基于虚拟现实(VR)技术的变电站远程统一智能监控平台的应用研究,来提高无人值守变电站的运行管理水平。

【关键词】虚拟现实 电力 智能 监控平台

1 引言

随着电力自动化技术的快速发展,越来越多的常规变电站改造为无人值守变电站,无人值守变电站的电压等级和范围越来越广,成为未来发展的必然趋势。在常规变电站改造为无人值守变电站以后,它实现了变电站运行的自动化、精度化,确保了对变电站事故的处理效率和准确性,进一步保障了 系统安全 ,减少了人员的误操作,减少了大量的运行值班人员,提高了劳动生产率,降低了成本,带动了企业科技进步。

但是无人值守的模式无论是在技术上还是管理上都对原有的模式带来了新的挑战。无人变电站的电压等级各站有所不同,设备型号复杂,对于管理运行人员熟悉设备的运行、维护和操作的要求高。并且无人值守变电站的自动化、智能化的程度越来越高,各种在线监控系统也越来越多,对于信息化管理的要求也更高。因此亟待需要将不同监控系统按照设备的真实场景进行统一、整合、分析,电气设备、环境、图像、各种报警装置能全方位直观展现,以便管理操作人员能快速、直观、便捷的查看到所需的实时或历史数据。

2 项目内容

本项目即是针对以上所列出的无人值守变电站运行管理的新挑战,通过基于虚拟现实(VR)技术的变电站远程统一智能监控平台(以下简称“平台”)的应用研究,来提高无人值守变电站的运行管理水平,如图1所示。

平台的功能

真实三维再现变电站场景

直观再现变电站的建筑、主控室、开关室及环境场景; 直观显示电气一次部分以及电气部分的实际连接;直观显示开关柜的位置、外观 ; 直观显示辅控设备的现场安装位置。

集中展示设备工况

3D实景中沉浸、快速、便捷地查看任意电气设备的相关数据、数值、图像,并可进行历史变化趋势的对应分析、判断。

与Scada系统融合――实时展示电气设备的Scada遥测、遥信数据,并统计开关跳闸次数、变压器调档次数及瓦斯保护动作次数;

与图像监测系统融合――实时显示现场监测图像;

与在线测温系统融合――实时显示在线温度;

与现场巡检系统融合――展示设备巡检历史记录。

自动灵活查看实时图像

双击场景中的设备,图像设备自动进行转向、对焦,颠覆传统人工查找摄像机、转动云台、聚焦等一系列繁琐动作;无需查找图像设备,可快速、便捷、准确地进行对应设备的远程外观察看、拍照、热红外成像测温、热红外拍照等一系列动作,并智能生成人性化的记录、 报告 等。

设备异常告警

整个三维场景中,每个设备模型会随着实时采集来的数据,智能判断设备工作状态是否正常;对于出现异常的,三维场景会自动将设备渲染成告警模式并定位,不断提示操作人员及时排除故障;解警后,可在设备数据面板中查看历史告警记录。

远程巡视

设定所需巡检的设备点以及关注的数据量、视频图像外观、热红外成像等必要的巡检信息,系统自动生成巡检路径;巡视人员通过平台随机或定时进行远程巡检,当进入已设定的巡检设备点时,系统将相关的设备相关在线监测数据,进行集中展示;对实时巡检的结果、过去时间短的变化趋势等进行正常与否进行巡视、判定,形成远程综合分析巡检结果记录,如图2所示。

基于虚拟现实(VR)技术实现的变电站远程统一智能监控平台的特点

直观逼真

虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化、操作以及实时交互的环境。本平台中将通过三维模型忠实逼真地再现了安阳市北郊变电站场景,产生了沉浸式的交互环境。

统一管理

基于虚拟现实(VR)技术实现的变电站远程统一智能监控平台可融合各种平台系统,展示其相应数据或图像,如Scada电气数据(遥信、遥测数据)、在线测温数据、辅助监控系统的视频图像等。

智能监控

基于虚拟现实(VR)技术实现的变电站远程统一智能监控平台融合数字视频监控、RFID无线识别、智能门禁、智能报警等多种监控方式:

整个三维场景中,每个设备模型会随着实时采集来的数据,智能判断设备工作状态是否正常。对于出现异常的,三维场景会自动将设备渲染成告警模式并定位,不断提示操作人员及时排除故障;

所有的图像、安防、消防、周界、门禁、温湿度、各种传感设备、三维一次电气设备及其附件的各种属性、数据、动作、变化规律,均可以作为告警条件,进行告警及组合告警触发。

智能远程巡检

优化目前传统的现场巡检模式,通过在该平台上设定巡检路线、巡检设备、巡检数据量、设备外观等不同巡检内容,巡视人员在定时或随机通过该平台上进行远程巡检,当进入巡检设备点时,系统将相关的设备相关在线监测数据,进行集中展示,并对实时巡检的结果、过去时间短的变化趋势等进行正常与否进行巡视、判定,形成综合分析结果记录,能远程、高效进行电气设备多系统、跨平台巡测,减少现场巡检频次,形成和现场巡检的高度互补、统一。

3 技术实现 3D建模技术

三维建模软件为3dMax,它是Autodesk公司开发的基于PC系统的三维动画渲染和制作软件,它功能强大,扩展性好。它适合制作建筑模型、物体动画模型以及人物动画模型等,可利用系统自带的材质库,或自制的贴图,来达到逼真的效果。

3DMax还可以将模型文件导出多种格式的文件,可用于 Java3D开发的引擎平台加载,如obj文件、3ds文件、mdl文件和smd文件等。

本平台引擎所适用的模型有obj、3ds和ms3d。基本场景静止模型采用obj文件格式;刀闸开合、门开合的动画采用3ds格式;漫游人物动画采用ms3d格式。

平台引擎技术

由于本平台采用B/S架构,所以平台引擎选择用Java3D 来实现VR技术。Java 3D是Java语言在三维图形领域的扩展,是一组应用编程接口(API)。客户端只需要使用标准的Java虚拟机就可以浏览,因此具有不需要安装插件的优点。而且Java3D是基于Internet的软件开发平台,它能将图形功能与Internet很好地集成在一起,因此它非常适用于开发基于网络的VR系统。

本平台算法有如下创新点:

(1)创新采用双视野模式展示变电站复杂场景中的人物/眼睛视野模式;更加直观,沉浸地再现变电站复杂真实场景,实现变电站复杂场景及电气设备、屏柜等多视角三维展。

(2)针对三维变电站场景地形的复杂性,改进传统2D启发式搜索A*算法,大幅度提升变电站复杂三维场景自动寻径的消耗时间。

(3)改进了三维变电站复杂场景中地面高低的检测算法,创新地增加了多维射线,来检测路面的高度信息,提高检验的精确性。

(4)根据变电站场景的复杂性、电气设备的布局复杂以及空间局限性,改进传统的AABB碰撞检测算法,采用动态AABB碰撞检测算法,大幅度提高碰撞检测的准确性。

(5)在变电站三维复杂场景中人物平滑移动,摒弃传统的BSP树,采用椭球体算法并添加滑动公式,实现碰撞后的平滑移动及电力巡检人物碰撞后的椭球体滑动处理。

系统接口技术

本平台与 其它 所需展示的系统接口程序采用Web Service模式。它是基于网络的、分布式的模块化组件,它执行特定的任务,遵守具体的技术规范,这些规范使得Web Service能与其他兼容的组件进行互操作。Web Services 利用 SOAP(简单对象访问协议)和 XML(Extensible Markup Language可扩展标记语言 )对这些模型在通讯方面作了进一步的扩展以消除特殊对象模型的障碍。XML是用于标记电子文件使其具有结构性的标记语言,提供统一的 方法 来描述和交换独立于应用程序或供应商的结构化数据,可以用来标记数据、定义数据类型,是一种允许用户对自己的标记语言进行定义的源语言,非常适合 Web 传输。

本平台的一大功能是可以展示不同系统的实时参数,不同的系统有不同的编程方式,而且像Scada系统,数据量大,且实时性要求很高,接口程序需要设计的灵活、高效,扩展性好。

与Scada系统接口:Scada系统中有所有电力设备所有遥测、遥信数据,本平台需要快速、便捷的从如此庞大的数据量中检索出所需的数据是个难点

与变电站辅控系统接口:本平台需要从辅控系统中要快速便捷地检索出实时图像、及智能报警信号,而图像的文件一般比较大,快速流畅地在3D平台中展示是个难点。

预留与其它系统的接口:因为本平台可以融合其它多种系统平台的数据,所以要求它在扩展性上做到有足够的冗余设计。

4 结论

基于虚拟现实(VR)技术的统一监控平台三维系统采用先进的软硬件技术,在系统功能方面立足电力变电站智能化管理和安全运行的实际情况,解决了传统管理中很多人工难以解决的问题,同时面向变电站整体模块,克服过去各系统数据条块分割、人工关联的弊端,从变电站实际指挥、运行诊断、检修操作等实际使用的角度出发,实现变电运行设备数据准确及时的采集,电气设备、各种监控装置等真实位置场景及实时状态进行直观、立体、逼真的集中再现及变电站三维巡视的漫游、数据记录、外观记录、巡视分析报告录入等数据的直观、统一再现。规范了业务流程的管理,减少了人工和材料损耗,实现了信息数据及分析的自动生成,实现了变电运行的智能及集中化管理。

参考文献

[1]陈卓等.基于虚拟现实的变电站培训仿真巡视功能研究 [J].现代计算机(下半月版),2010(09).

[2]张照彦等.虚拟现实在变电站仿真中的应用 [J].计算机仿真,2008,25(2).

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大宝儿0619

投影技术的发展,全息投影技术也在不断的发展,它是真正呈现立体的影像。下面是我为大家整理的全息投影技术论文,欢迎大家阅读。全息投影技术论文篇一:《试谈全息投影技术应用研究》 【摘 要】目前,全息成像工艺复杂,制作成本高,暂不能普遍应用到生活娱乐中,而消费者对新的视觉体验形式的需求越来越急迫,因此我们以一种可以方便实现,视觉效果与全息成像相近的的技术来满足消费者的需求,这就是全息投影技术。本文从全息投影技术构成、视觉效果、应用例举等方面论述了全息投影技术应用的可行性。 【关键词】全息投影;展示;应用;全息投影照片 科幻影片中常常出现全息技术,人或物体以及图形文字以三维的形式在空气中显示,就像电影《星球大战》中的全息通讯、《钢铁侠》中的全息电脑、《普罗米修斯》中全息沙盘等等。科幻电影中的技术多数是虚构的,而往往这些虚构的、幻想的技术却表达社会的需求,指引着科研的方向,全息也是一样。 目前,全息成像工艺相当复杂,制作成本高,还不能普遍地应用到在社会生活和娱乐中,因此全息投影有了其生长和发展的空间。全息投影技术不同于平面银幕投影仅仅在二维表面通过透视、阴影等效果实现立体感,它是真正呈现立体的影像,理论上可以360°观看影像。[1]这种全息投影技术可以呈现出图像浮现在空中的效果,但是所投射出的影像需要依靠透明的介质作为载体,并且对空间的光环境要求相对较高。虽然这样,但这种全息投影技术的优点在于实现成本底、制作方便、趣味性高、视觉效果逼近全息等等,在无介质全息技术应用到我们的生活中之前,全息投影技术有较高的应用空间。看似简单的产品只要能够满足人们的需求,那就会有较高的应用价值。 一、全息投影主要构成 全息投影显示设备是多块透明的 显示器 ,通过多块透明显示器的围合,形成的一个锥体,椎体的每一面对应显示影像内容的每一个面,形成了全息投影的两个视觉特点,一是可以全方位的显示立体影像,二是可以使虚拟影像与周围的现实环境融合到一起,形成虚拟与现实的互动。形成“全息”的视觉效果。 全息投影其简单的构成和实现方式是其能够普及应用的优势之一。全息投影的技术构成分两部分,一是硬件,二是软件。硬件部分包括成像、显示、控制、电源等设备,软件部分为内置控制软件和分屏影像。成像设备、显示设备、分屏影像为其核心构成。 成像设备,即可以生成影像的设备,如显示器、显示屏、投影仪、幻灯机等等,理论上来说可以自发光显示图像的设备都可以用作全息投影,但成像设备的优劣会直接影响全息投影影像的视觉效果。成像设备起到将数字影像内容第一次成像的作用,为显示设备提供充足的光线。 显示设备,即前文中提到的“透明显示器”,这里的“透明显示器”其实是一种高反光的透明膜或者透明板,甚至是玻璃。我们不必在意它是由什么原料制成,我们只要求它具备两个特性,一是良好的通透性,二是尽量的高反光。这两点是全息投影能够实现虚拟与现实融合的核心。显示设备可以反射成像设备所投射出的画面和光线,并且由于其透明的特性,将虚拟影像与实体环境空间形成视觉上的融合,给人新的视觉感受。 分屏影像,全息投影所用的影像是在我们常见的平面影像的基础上进行了再设计,通过多个将物体的多视角画面先分别拍摄再组合拼接到一起,同时播放和控制,这样的影像配合全息投影特殊的多面锥体显示器就能呈现出一个多视角可视的影像,影像给观众一种体量感,并且能够清晰分辨其在空间中的位置。 二、全息投影应用举例 目前全息投影技术和批量生产条件相对成熟,但其应用范围还相对较窄,国内主要将全息投影技术应用到小型展柜、小型舞台中。 全息投影在展柜的商业运用中,多是用于展示企业标识、小型电子产品、珠宝首饰的360°展台和270°展台,内容多数是比较简单的旋转动画,当然也有用于展示游戏角色的,角色有比较简单的动作。在舞台的商业运用中,为满足舞台的观赏角度,以180°的单片全息幕居多。应用方式有虚拟表演、虚拟与真人互动、真人表演全息特效等。2011年3月,日本世嘉公司举办了一场名为“初音未来日感谢祭(Miku's Day)”的全息投影演唱会引起了社会的强烈反响和热烈追捧。 经过对全息投影的研究、试验以及调查,本人认为全息投影在如今这个社会经济条件下可以得到更大的应用空间,甚至达到普及的程度,下面笔者试举出一些领域和行业,探讨如果将全息投影应用到这些行业中去,全息投影所带来的作用及其意义。 1.房地产展示 房地产行业可以涉及到的有全息沙盘、全息样板间、三维全息平面图、三维全息结构图等。 目前我国房地产行业所使用的沙盘主要为电子沙盘,对于样板房,房地产行业的普遍是以三维效果图、样板间模型和实地参观考察来向客户展示样板房。而几乎所有的楼盘宣传资料上都配有房屋平面图以及一些效果图。综合来看,房地产行业高速发展,但其展示手段相对传统,将全息投影应用到其中将极大提升展示效果。 如沙盘,传统沙盘和电子沙盘都是以实体模型为主要展示方式,模型固定不可变,不能向客户展示细节。从环保和节能方面看,沙盘模型都是根据每个楼盘订制的,不可重复利用,一旦楼盘售馨就沦为废品,这是对资源的浪费和对环境的污染。再如样板间,有的开发商基于实际情况的考虑,将样板间直接建设在建筑工地中,客户需要看样板间就需要进入建筑工地,而普通客户对于建筑工地的安全常识和意识并不专业,相对增加了危险度。而样板间模型则和沙盘有同样的问题。 全息投影沙盘的模块化硬件可以实现重复使用,而且展示内容以数字影像方式存在,展示内容灵活可变,展示内容量巨大,还可以很好的完成客户与楼盘间的互动。全息投影沙盘可将传统的沙盘展示、建筑动画、样板间展示、房屋结构展示等融合到一起,只用一套全息投影沙盘即可满足整个楼盘的从外至内、从大环境到局部细节的展示。全息投影沙盘唯一的消耗就是电能,不但起到了很好的展示效果,也顺应环保节能的时代趋势。 2.全息投影照片 社会经济高速发展的今天,摄影摄像技术的简化和人们日益增长的审美需求加快了摄影摄像的普及,我们可以轻易的在身边找到摄影摄像设备,我们的生活被无数的影像所包围,有趣的是我们对于胶卷相机和纸制照片的需求越来越少,我们将数字形式的照片放在电脑、电子相框、手机等设备上来欣赏,这可以看出消费者对于新技术的认可和追捧。 在电子相框、MP4等设备的基础上,全息投影照片将传统的二维平面图像转变为动态的、有体感的、可全方位视角观看的图像,消费者可将自己、亲友甚至偶像的全息投影照片放置在全息投影相框中,操作方式同将电子照片放电子相框一样方便简单,但相对于电子照片,全息投影照片的视觉效果和感官体验是全新的、震撼的。 将全息投影应用到摄影中让消费者得到一种全新的视觉体验,给予消费者更高一级的美的享受。全息投影照片可以像站在巨人的肩膀上一样,在高度普及的平面摄影的基础上向社会进行推广,让更多的人得到全息投影带来的视觉享受与体验乐趣。 其实,全息投影的应用还有很多方式,如全息投影博物馆、全息投影伴舞、全息投影视频电话、全息投影智能引导员等,全息投影不光可以单独使用,也可以同 其它 多媒体设备一同配合使用,其应用的目的在于在真正的全息影像技术普及之前以一种方便的、低廉的、新颖的技术,使人们体验到一种有别于平面媒体的视觉享受。 【参考文献】 [1]许秀文,薄建业,杨铭,等.浅析3D、全息、虚拟现实技术[J].中国 教育 信息化高教职教,2011(7). 全息投影技术论文篇二:《试谈分析全息投影技术在演艺活动中的应用》 摘 要:科技的发展推动影视媒体、新媒体的产生和发展,虚拟艺术体验也应运而生。技术的进步,媒体艺术中的虚拟体验也呈现出多元化趋势,人们可以体验到身临其境的真实感。尤其是在演艺活动中开始逐渐应用全息投影技术,制造逼真立体的艺术情境,使观看者的视觉、听觉产生震撼感受。该文针对全息投影技术进行分析, 总结 出全息投影技术在演艺活动中的优势和发展前景。 关键词:虚拟世界;艺术体验;全息投影;三维立体;演艺活动 虚拟艺术体验广泛应用于影视艺术和多媒体艺术中,人们通过沉浸感和存在感强化了体验的真实感。科技的发展推动影视媒体、新媒体的产生和发展,虚拟艺术体验也应运而生。技术的进步,媒体艺术中的虚拟体验也呈现出多元化趋势,演艺活动中开始逐渐应用全息投影技术,许多演唱会晚会等大型演艺活动都运用了全息投影技术,营造虚拟幻象与表演者之间互动的效果,亦真亦假,惟妙惟肖,使表演产生震撼的效果。 1 全息投影技术的应用 全息投影技术创造的是一种以艺术美学标准营造虚拟世界的 方法 。全息投影技术实质是一种虚拟成像技术,主要是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的记录和再现的技术。目前一般通过两种方式实现虚拟成像,一种方式是直接用投影机背投在全息投影膜上,产生虚拟场景或者虚拟影像;另一种方式通过投影机、LED 屏折射光源至45度成像在幻影成像膜,产生全息投影,全息投影技术不仅可以产生立体的空中幻象,还可以营造连续动态的影像。全息投影构建的虚拟世界可以是基于现实的艺术场景,也可以是超现实的、任凭想象的场景,这种营造过程就是艺术场景实现的过程,技术人员通过计算机图形技术和动作捕捉和表情捕捉系统,最终展现出一个或逼真或梦幻或新奇的艺术世界,这种虚拟艺术体验给人们带来新奇有趣,逼真震撼的视听感受。 在媒体艺术中,全息投影产生的虚拟影像给观众带来的感官刺激最直接,这种艺术感官体验可以源自对现实世界的模拟再现,也可以是超现实的,艺术创造者想象中的各种新奇场景的创造,要实现这些场景或者影像的艺术体验是离不开技术支持的。艺术家可以通过全息投影技术构建或者营造各类艺术情境和场景,引导观众进入虚拟情境中,使人产生身临其境的逼真感觉,仿佛真的置身于营造的虚拟世界中。尤其是在演艺活动中,艺术家或者设计者,通过全息投影技术的营造,引导观众进入虚拟情境中,体验前所未有的虚拟艺术体验和感官刺激。 2 影像互动式虚拟体验在演艺活动中的运用 20世纪中期,互动式虚拟体验最早运用于美国军事模拟训练,尤其是空军飞行训练。美国军方为了降低飞行训练中的损失以及人员伤亡,发明了虚拟飞行驾驶系统。模拟出真实的飞行训练过程,进行飞行员训练。随着技术的发展,模拟训练已经延伸到了其他军事训练领域中,可以模拟出复杂的战斗情境,提高实战水平,同时也减少真实训练或者演习中的损失和伤亡。这种互动式虚拟技术的真实体验使得现实世界和虚拟世界之间的建立起了一座互相作用的桥梁。 随着技术的发展以及媒体艺术的发展,虚拟体验与媒体艺术擦出了绚丽的火花。虚拟感官体验创造的虚拟世界非常接近人类观察体验,在技术的推动下衍生出全新的媒体表现形式和艺术情境,这些新奇的艺术创作方式和艺术表达方式为观众营造了更加丰富多彩的实体体验和感受。虚拟艺术体验作为一种传播方式和手段,彻底颠覆了传统形式的影像体验,擦出了新的传播艺术的火花。 例如,2011年在某国际知名服装品牌的新品发布会上,设计者就把全息投影技术搬上了T台秀,模特表演秀中通过全息投影营造出虚拟模特和真人模特交替出现的场景,在灯光和特效技术的配合下,一场惟妙惟肖、亦真亦假的服装表演完美演绎。在T台上人物和艺术场景忽而产生、忽而消失,模特在虚拟和真实交替中完成瞬间换装的效果,给观看者的视觉和听觉产生了意想不到的震撼效果,观看者完全沉浸于这种逼真立体的影像和真人秀中,这场秀给观者带来了前所未有的魔幻效果,在整个艺术传播领域开创了一个全新的场景。 在我国国内演艺活动中,全息投影营造的互动式虚拟情境的舞台也给观众留下深刻印象。湖南卫视2011跨年演唱会中,有一首歌曲表演中就很成功地运用了全息投影技术,《再见我的爱人》这首歌是邓丽君早起经典作品之一,被观众熟知,许多观众都十分怀念邓丽君深情的演绎,湖南卫视的技术人员就通过全息投影技术把立体逼真的邓丽君演唱的场景搬上舞台,场景中看起来如同邓丽君与歌手的同台对唱,并且两人之间还有恰当的动作眼神交流。在舞台上实现了歌手与影像的完美互动,呈现在观众面前的就是真实的表演场景,给观看者的视觉、听觉带来极大的满足。同样,我们记忆深刻的还有2012龙年春晚就在LED的基础上加入全息投影的电视美术布景,晚会的多数歌舞都动用了全息技术。例如,萨顶顶在演唱《万物生》时,营造立体花朵飘落的艺术情境,演唱者和现场观看者就仿佛是置身花的世界一样,设计者将艺术情境完美结合歌曲的意境,完美演绎了万物生的艺术情境。但是,在演艺活动中全息投影技术只是作为亮点出现在演出的某个环节,并没有被用于制作整场演出的舞美效果,全息投影技术的使用是希望引起观众高潮达到最佳的表演效果。 3 全息投影虚拟互动体验的发展趋势 (1)渲染偶像,美化表演意境。虚拟体验从纯粹的感官体验到交互体验再延伸到情感体验,逐渐呈现出体验融合的趋势,虚拟艺术体验的逼真度和沉浸感也进一步提高和加强。艺术工作者可以在演唱会场景设计上营造多个偶像同时演绎的各种酷炫效果,对观看者的视觉、听觉造成震撼冲击,同时也满足观看者对自己偶像的崇拜心理。 (2)重塑经典,赋予艺术强大生命力。虚拟技术为艺术体验提供了新的机遇。在当下强大的科技条件支持下,可以为观众再现那些怀念的经典,虚拟世界的感官真实性,互动性,情感化,特性的逐渐体现。例如,“复活”历史上的巨星,令其完成与当代明星同台对唱等的现场表演,或是弥补某位不能到场的巨星给观众造成的遗憾,还可以把某个不可能再现的经典为观众重现,对其造成极大的视觉与心理震撼。 (3)打造虚拟偶像,衍生虚拟情感。虚拟艺术体验是调动了视觉、听觉、触觉、嗅觉及肢体行为互动等多种感知体验,也可以是意识心理的思维沉浸,意识和思维沉浸在虚拟世界之中,身体却处于现实之中,身体被虚拟世界中的意识驱动,虚拟和现实之间的界限模糊化,全身心投入到虚拟世界中并享受心醉神迷的沉浸体验,这便是虚拟偶像。越来越多的虚拟偶像会随着人们的不同需求而产生,并且延伸到情感体验的高度。 从感官虚拟体验、互动虚拟体验到情感虚拟体验,这些艺术体验和互动都是基于人们对虚拟世界的幻想和憧憬,引发人们感官和情感的存在感和代入感。从唯物的角度来说,虚拟体验和虚拟互动都是基于人们对真实世界中各种客观事物的反映,并且在人们丰富的想象中得到进一步的艺术升华,在演艺活动或者新媒体艺术中完美地展现出来,迸发出无比绚烂的艺术火花,给观看者带来前所未有的美妙体验和感官享受。因此,虚拟艺术体验是一种很好地表达艺术情感的手段。 参考文献: [1] 王燕鸣.论新媒体艺术在虚拟世界中的互动体验[J].大众文艺,2010(2). [2] 肖永生,赵明镜.飞行模拟器视景显示系统的研究与设计[J].科技广场,2009. 全息投影技术论文篇三:《全息投影的简易制作及探究》 摘 要 全息投影是近年来流行的高新技术,能够展示神奇的立体全息影像,给参观者全新的互动感受。全息投影设备价格较高,应用生活中常见的器材,制作一款具有全息效果的实验演示装备,揭示其中的科学原理。 关键词 全息投影;实验器材;虚拟成像 1 前言 2013年9月13日,去世18年的歌手邓丽君“穿越时空210秒”,与男歌手周杰伦同台对唱,别具一格的全息投影技术很快成为新闻媒体报道的 热点 ,引起人们极大的兴趣和关注。全息投影设备价格较高,一般应用于商业展览或影视特效中。对于广大中小学科学教师来说,只要应用生活中常见的实验器材,花费很低的经济成本,同样可以制作简易的全息投影演示实验,带给学生新奇的科学体验与乐趣。 2 全息投影原理 全息投影技术也称虚拟成像技术,利用光的干涉和衍射原理,记录并再现物体真实的三维图像。 第一步是利用干涉原理记录物体光波信息,被摄物体在激光辐照下形成漫射式的物光束;另一部分激光作为参考光束射到全息底片上,和物光束叠加产生干涉,把物体光波上各点的位相和振幅转换成在空间上变化的强度,利用干涉条纹间的反差和间隔,将物体光波的全部信息记录下来。记录干涉条纹的底片经过显影、定影等处理程序后,便成为一张全息图,或称全息照片。 第二步是利用衍射原理再现物体光波信息,这是成像过程。全息图的每一部分都记录物体各点的光信息,能够再现原物的整个图像,通过多次曝光可以在同一张底片上记录多个不同的图像,互不干扰地分别显示出来。 全息投影系统将三维立体画面悬浮在实景半空中,画面的对比度和清晰度高,有空间感和透视感,营造了亦幻亦真的神奇氛围。 依据实现技术手段与途径的不同,全息投影分为两类。 1)透射全息投影:通过向全息投影胶片照射激光,从另一个方向来观察重建的图像。透射全息投影可以使用白色光来照明,广泛应用于信用卡防伪和产品包装等领域,通常在一个塑料胶片形成表面 浮雕 图案,通过背面镀上铝膜,光线透过胶片得以重建图像。 2)反射全息投影。使用白色光源,从和观察者相同的方向照射胶片,通过反射重建彩色图像。镜面全息投影利用控制镜面在二维表面上的运动,制造三维图像。 3 简易全息投影设备制作 应用于商业展览或影视特技的全息投影需要复杂的制作技术与专业设备[1]。为了向青少年普及科学知识,介绍前沿科技新成就,教师利用身边的简易器材,同样可以制作出具有立体效果的全息图像。 实验原理 利用4个半透面对光线的折射和全反射,把屏幕上的视频源文件反射。由于视频源文件同时有图像的前、后、左、右4个面,4个面同时投影形成全息效果。原理图如图1所示。 制作材料与过程 能够形成单屏投影的设备(包括手机、平板电脑)、各种透明薄板(如亚克力板、塑料板、PVC板、手机贴膜等)。由于四棱椎体是最简单的制作,以下详细介绍全息投影制作过程以及注意事项。 1)确定四棱椎体的几何形状与大小。本实验制作的投影设备由透明塑料等材质构成棱锥、覆盖在上方的单屏投影源构成(图2)。光线由投影源发出,在棱锥侧面产生全反射,进入观察者眼睛。如果能够使每个侧面反射的光线恰好构成三维物体的不同侧面,观察者从不同方向观看,就可以看到三维物体的不同侧面[2]。为了保证反射光水平射入眼睛,需要使棱锥的侧面和底面所成的二面角为45°。 由于大家使用的各种手机或平板电脑的尺寸差异较大,给出的参考建议是:构成四棱椎体的等腰三角形底边约等于屏幕的宽度。如测量所用的iPad屏幕宽度为12 cm,则等腰三角形的底边就是12 cm,顶角固定为°,腰长为 cm,腰长=底边×。如果要制作六棱锥投影,则等腰三角形各边的几何关系为腰长=底边×。六棱锥的播放效果更佳,环六棱锥360°无死角观察到清晰逼真的投影图像;四棱锥在投影面交接角度处观察到轻微变形。 2)剪裁和粘贴投影用金字塔。把透明薄板依据上面的规格裁剪出4个等腰三角形,用透明胶条或不干胶依次粘好各三角形的边,做成一个投影金字塔。因为平板电脑的屏幕要放到金字塔的顶尖,设计一个支架把平板电脑架起来,不能挡住金字塔的四面。也可以用黑色纸盒做成暗箱型的支架,周围背景越黑,立体投影的显示效果越好。将平板电脑或手机屏幕朝下,倒扣在金字塔的塔尖上,确保金字塔尖正对视频4个切分画面的中心。 3)播放全息投影视频。利用MikuMikuDance(简称MMD)、会声会影X5与格式转换软件,先用MMD制作出所需图像的正面、背面、左右侧面,再将格式转换成为会声会影视频,便可做出全息视频源。专业高手也可以利用动画制作软件MAYA,设计出人物模型、动作,分出前、后、左、右4个视图,导出播放视频即可。现在网络上有不少3D全息影像素材,使用者可以根据需要下载和播放。 4 结语 由于器材简陋,该实验显示的并不是真正意义上的全息图像,可以看作“伪全息”,虽然视觉上看起来有全息的效果,但其本质还是2D成像。以图3所示美少女为例,视频中的四分屏分别是少女的正面、背面以及左右侧面,这四面分别对应金字塔形投影仪四面的塑料片。四个画面分别映射在4个塑料片上,从塑料片的4个角度来看,会产生“图像就在投影仪中央,能够360°无死角观看”的错觉。因此,制作全息投影时必须选择表面光滑、没有太多划痕的透明薄片,才能有更好一些的视觉效果。播放视频的清晰度也很重要,最好采用清晰度为720P及以上的视频图像。 参考文献 [1]于丽,杨宇.一种三维全息投影屏的制作方法[J].激光与光电子学进展,2013(2):115-118. [2]房若宇.多棱锥三维立体投影装置的制作[J].物理实验,2015(6):23-25. [3]杨毅.论全息投影技术中虚拟角色制作设计[J].科教文汇,2013(10):94. 猜你喜欢: 1. 计算机图像处理在全息学中的应用论文 2. vr技术论文2000字 3. 人工智能综述论文 4. 关于计算机多媒体技术研究专业毕业论文 5. 全息投影技术论文 6. vi设计毕业论文范文 7. texlive如何写论文

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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: 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。 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 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。 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。 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美元,而制作这个芭比娃娃的中国企业只能拿到 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

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