設(shè)備控制是快速成型制造能夠順利實(shí)施的基礎(chǔ)；工藝優(yōu)化是提高成型質(zhì)量，確保快速成型制造正確、高效進(jìn)行的關(guān)鍵；而成型仿真則是驗(yàn)證快速成型工藝的一種有效手段，也是虛擬制造的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前，國(guó)內(nèi)外的相關(guān)研究還不是十分完善。為此，本文采用理論與實(shí)踐相結(jié)合的方式，對(duì)這三個(gè)方面進(jìn)行了較為深入的研究，主要內(nèi)容及結(jié)果如下：（1）提出了面向快速成型設(shè)備的可重構(gòu)控制軟件體系結(jié)構(gòu)，利用組件技術(shù)建立了可重構(gòu)機(jī)制，并依據(jù)快速成型設(shè)備控制軟件相似功能的抽象描述進(jìn)行了可重構(gòu)模塊的劃分。定義了設(shè)備控制軟件中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)對(duì)象，利用COM組件設(shè)計(jì)了可重構(gòu)模塊，并開(kāi)發(fā)了便于用戶進(jìn)行多任務(wù)、多參量設(shè)備控制的圖形用戶界面。通過(guò)重構(gòu)開(kāi)發(fā)，將設(shè)備控制軟件成功應(yīng)用于兩種不同工藝的快速成型設(shè)備。（2）提出了面向快速成型設(shè)備的可擴(kuò)展路徑規(guī)劃軟件體系結(jié)構(gòu)，利用插件技術(shù)建立了可擴(kuò)展機(jī)制，并依據(jù)路徑規(guī)劃軟件的數(shù)據(jù)處理流程進(jìn)行了可擴(kuò)展模塊的劃分。定義了路徑規(guī)劃軟件中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)對(duì)象，利用插件設(shè)計(jì)了可重構(gòu)模塊，并開(kāi)發(fā)了便于用戶進(jìn)行多任務(wù)、多參量路徑規(guī)劃的宿主程序。研究了用于提高路徑生成效率的并行算法，并通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了算法的有效性。（3）研究了面向... 

【文章來(lái)源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

快速成型工藝的工作流程

圖 1-2 光固化成型的原理示意圖[17]Fig.1-2 Schematic diagram of SLA）選區(qū)激光燒結(jié)選區(qū)激光燒結(jié)（Selective Laser Sitering，SLS）工藝最初是由美國(guó)德克薩斯大學(xué)校的 Carl Deckard 于 1989 年在其碩士論文中提出的，稍后組建成 DTM 公司， 年開(kāi)發(fā)了商業(yè)成型機(jī)（Sinterstation）。選區(qū)激光燒結(jié)工藝是利用粉末材料（金屬）在激光照射下燒結(jié)的原理，在計(jì)算機(jī)控制下層層堆積成型。其原理與光固分相似，主要區(qū)別在于所使用的材料及其形狀不同。使用粉末材料是選區(qū)激光要優(yōu)點(diǎn)之一，理論上任何可熔粉末都可以用來(lái)制造真實(shí)的原型制件[16]。選區(qū)激光燒結(jié)工藝的原理如圖 1-3 所示，采用鋪粉輥將一層粉末材料平鋪在已的上表面，并加熱至恰好低于該粉末燒結(jié)點(diǎn)得某一溫度，控制系統(tǒng)控制激光束的截面輪廓在粉層上掃描，使粉末的溫度升至熔化點(diǎn)，進(jìn)行燒結(jié)并與下面已成

通過(guò)材料或各類含粘結(jié)劑的涂層顆粒制造出任何實(shí)體，適應(yīng)不同的需要（2）制造工藝比較簡(jiǎn)單。由于可用多種材料，選區(qū)激光燒結(jié)工藝按采用原料直接生產(chǎn)復(fù)雜形狀的原型、型腔模三維構(gòu)件或部件及工具。例如：制造概念原裝為最終產(chǎn)品模型的概念原型，蠟?zāi)ｈT造模型及其它少量母模生產(chǎn)，直接制造模等。（3）高精度。依賴于是用的材料種類和粒徑、產(chǎn)品的幾何形狀和復(fù)雜程度，般能夠達(dá)到工件整體范圍內(nèi) ± (0.05~2.5)mm的公差。當(dāng)粉末粒徑為 0 .1mm以后的原型精度可達(dá) ± 1%。（4）無(wú)需支撐結(jié)構(gòu)。和疊層實(shí)體制造工藝類似，選區(qū)激光燒結(jié)工藝也無(wú)需設(shè)構(gòu)，疊層過(guò)程中出現(xiàn)的懸空層面可直接由未燒結(jié)的粉末來(lái)實(shí)現(xiàn)支撐。（5）材料利用率高。由于選區(qū)激光燒結(jié)不需要支撐結(jié)構(gòu)，也不像疊層實(shí)體制樣出現(xiàn)許多工藝廢料，也不需要制作基底支撐，所以該工藝在常見(jiàn)的幾種快速中，材料利用率是最高的，可認(rèn)為是 100 %。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[8]試談?dòng)?jì)算機(jī)軟件中的插件技術(shù)[J]. 陳國(guó)棟.  電腦編程技巧與維護(hù). 2010(16)
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博士論文
[1]激光熔覆和熔覆成形鎳基合金的組織與性能研究[D]. 黃鳳曉.吉林大學(xué) 2011
[2]選區(qū)激光熔化成型不銹鋼零件特性與工藝研究[D]. 王迪.華南理工大學(xué) 2011
[3]基于選區(qū)激光熔化的功能件數(shù)字化設(shè)計(jì)與直接制造研究[D]. 蘇旭彬.華南理工大學(xué) 2011
[4]掃描電子束三維成型的研究[D]. 陳云霞.上海交通大學(xué) 2010
[5]快速成形工藝軟件的若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉冰.華中科技大學(xué) 2009
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[7]面向虛擬制造的數(shù)控加工仿真技術(shù)研究[D]. 王占禮.吉林大學(xué) 2007
[8]多組元金屬粉末直接激光燒結(jié)過(guò)程數(shù)值模擬及燒結(jié)區(qū)域預(yù)測(cè)[D]. 沈顯峰.四川大學(xué) 2005

碩士論文
[1]選擇性激光燒結(jié)加工過(guò)程動(dòng)態(tài)幾何仿真[D]. 周進(jìn).華中科技大學(xué) 2007
[2]光固化成形工藝及制件精度的研究[D]. 鄒建鋒.華中科技大學(xué) 2004
[3]基于可重構(gòu)理論的智能儀器設(shè)計(jì)[D]. 陳曾勝.合肥工業(yè)大學(xué) 2002



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