本文關鍵詞：選擇性激光熔化增材制造碳效率評估方法及應用

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【摘要】：《中國制造2025》明確提出“全面推行綠色制造”和實施“綠色制造工程”的戰(zhàn)略部署。資源、環(huán)境、能耗的約束性挑戰(zhàn)使得以降低資源消耗、緩解溫室效應的“低碳制造”模式不斷受到學術界和工業(yè)界廣泛關注。選擇性激光熔化增材制造是一種新興的且最具發(fā)展?jié)摿Φ?D打印技術,適用于直接熔化金屬粉末成型,具有加工復雜異構機構部件、成型精度較高、致密度好等優(yōu)點。然而,選擇性激光熔化增材制造工藝的原材料制備成本高、加工過程耗時長、能源消耗量大,其工藝碳排放特性缺乏有效的研究方法。在國家自然科學基金項目“基于廣義特性函數集的制造系統(tǒng)碳流動態(tài)模型及碳效率評估研究”(NO.51075415)的資助下,論文重點開展選擇性激光熔化增材制造碳效率評估方法及應用研究,對工藝全生命周期碳排放模型、碳排放動態(tài)特性以及碳效率評價方法等進行詳細分析與研究,以期為選擇性激光熔化增材制造實施低碳制造評價提供理論支撐與方法指導。論文具體研究內容如下:首先,建立選擇性激光熔化工藝全生命周期碳排放模型�；诋a品全生命周期理論,結合選擇性激光熔化增材制造工藝特征,建立其全生命周期碳排放模型;分析生命周期各階段的碳排放進行量化方法;基于能量流、物料流、信息流建立選擇性激光熔化工藝的功能模型,并從物料消耗和能量消耗兩方面建立激光熔化工藝的碳排放理論數學模型,重點開展生命周期中制造階段的碳排放量化分析。其次,提出增材制造碳排放動態(tài)特性及碳效率評價方法。基于增材制造系統(tǒng)輸入輸出特性實時耦合,建立增材制造系統(tǒng)碳排放動態(tài)特性模型;基于生態(tài)效率從生產能力、生產收益、資源利用情況綜合評價增材制造碳排放性能,提出選擇性激光熔化增材制造碳效率綜合評價指標,并對評價指標間的相互影響及其參數動態(tài)關系進行分析。最后,基于碳效率評價指標,對選擇性激光熔化增材制造可持續(xù)性進行分析。以常用機械標準零部件齒輪為例,建立以選擇性激光熔化技術為代表的增材制造技術和以傳統(tǒng)切削加工和粉末冶金技術為代表的傳統(tǒng)機械加工技術的齒輪加工工藝方案;提出傳統(tǒng)加工工藝碳排放分析方法;基于碳效率評價指標,進行對比分析。
【關鍵詞】：低碳制造 增材制造 選擇性激光熔化 碳效率評價 傳統(tǒng)加工
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG665
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-22
• 1.1 論文的選題背景8-13
• 1.1.1 發(fā)展低碳制造的背景與意義8-10
• 1.1.2 增材制造技術的來源與發(fā)展10-13
• 1.2 論文相關領域的國內外研究現狀13-18
• 1.2.1 增材制造技術的發(fā)展與研究現狀13-16
• 1.2.2 碳排放定量分析與評估的研究現狀16-18
• 1.3 論文研究目的意義與課題來源18-19
• 1.3.1 論文研究的目的意義18-19
• 1.3.2 論文研究的課題來源19
• 1.4 論文研究內容19-22
• 2 選擇性激光熔化工藝全生命周期碳排放模型22-38
• 2.1 引言22-23
• 2.2 選擇性激光熔化工藝全生命周期分析23-24
• 2.3 選擇性激光熔化工藝各階段碳排放量化方法24-27
• 2.3.1 選擇性激光熔化產品使用階段碳排放量化24-25
• 2.3.2 選擇性激光熔化回收處理階段碳排放量化25-26
• 2.3.3 選擇性激光熔化運輸階段碳排放量化26-27
• 2.4 選擇性激光熔化工藝制造階段碳排放量化方法27-35
• 2.4.1 選擇性激光熔化工藝基本原理概述27-30
• 2.4.2 選擇性激光熔化工藝制造階段的功能建模30-31
• 2.4.3 選擇性激光熔化工藝碳排放量化31-35
• 2.5 本章小結35-38
• 3 增材制造碳排放動態(tài)特性及碳效率評價指標38-48
• 3.1 概述38
• 3.2 基于輸入輸出特性的增材制造碳排放動態(tài)特性分析38-40
• 3.3 碳效率評價指標40-46
• 3.3.1 三種碳效率評價指標41-42
• 3.3.2 三種碳效率評價指標間的關系42-43
• 3.3.3 基于碳效率評價指標的動態(tài)特性43-46
• 3.4 本章小結46-48
• 4 選擇性激光熔化增材制造技術的可持續(xù)性評價48-62
• 4.1 引言48-49
• 4.2 工程背景49-50
• 4.3 基于碳效率的選區(qū)激光熔化工藝與傳統(tǒng)加工工藝的對比分析50-61
• 4.3.1 傳統(tǒng)機械加工工藝的能耗及碳排放分析50-52
• 4.3.2 三種不同加工工藝方案的建立52-55
• 4.3.3 基于碳效率評價指標的三種不同加工工藝制造模式的研究分析55-61
• 4.4 本章小結61-62
• 5 結論與展望62-64
• 致謝64-66
• 參考文獻66-72
• 附錄72
• A. 作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表或錄用的論文目錄72
• B. 作者在攻讀碩士學位期間參加的科研項目72
• C. 作者在攻讀碩士學位期間所獲獎勵72

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

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本文編號：920965