Pro/E环境下自适应分层切片算法的研究与实现

在RP中,实体模型的描述和分层片堆积成型的阶梯效应是影响快速成形零件的成型精度的主要因素.为了改善STL文件的等厚分层切片方法存在的缺陷,在Pro/E环境下,研究了基于CAD模型的自适应直接分层方法,提出了基于相邻层面积变化和法向矢量相结合的自适应分层算法,并利用Pro/TOOLKIT进行了系统的开发.该方法是在等厚分层的基础上,对最大分层厚度进行自适应分层切片处理,在保证成型精度的同时可提高零件的成型效率,为利用三维CAD软件进行直接分层处理提供了一种有效的方法.图4,参9     

基于STL模型几何特征分类的快速分层处理算法研究

在分析了影响ＳＴＬ模型分层处理速度因素的基础上,提出了基于ＳＴＬ模型几何特征分类的加快分层处理速度的算法,进一步提出了自适应分类算法和轮廓快速生成算法,并由此戈了快速分层软件、大量实际应用结果表明,该算法高效、稳定、可靠。     

理想材料零件实体模型自动添加支撑技术研究

在一些RP工艺中，给各种形状的零件添加支撑对于完成零件的制造和保证零件的精度非常重要，但目前尚无很好的自动添加支撑算法能够应用于一般的情况．为此提出两种自动添加支撑算法：曲线追踪法和标志位追踪法．前者主要是在切片前基于追踪得到的采样点利用蒙面法重构支撑面片；而后者则是在切片后通过多边形的布尔运算逐层计算各切层端面的实际轮廓和综合轮廓．这两种算法形成了一种新的自动添加支撑方案．实例证明了这种方案的有效性和便利性．     

Application of Rapid Prototyping Technology in Die Making of Diesel Engine

This paper studies engineering applications of rapid prototyping (RP) technology in die making of diesel engine. On demand of product development and die making of, an integrated system of reverse engineering and rapid prototyping (RE/RP) for engineering application is constructed, and effective application of RP technology in die making is thus realized. Taking the casting die for clutch house of diesel engine as an example, this paper studied the engineering application of laminated object manufacturing (LOM) technology in rapid die making and discussed related technologies as parameter setting of temperature and pressure in heat pressing, the matching of laser power and cutting speed of laser, and layout and post treatment of the prototype in RP technology. The casting die manufactured with LOM technology has satisfactory lifetime and is successfully used in 100 rough castings of clutch house for diesel engine. The manufacturing cost for the die is decreased and the production period is shortened.     

快速成型技术及其在骨骼三维重构中的应用

针对医学领域中人工关节制造的多样性、复杂性和快速性的要求,提出利用ＣＡＤ技术和快速成型技术来满足这种需求的解决方案：将骨骼的每层ＣＴ片扫描,输入计算机进行图象矢量化,所得数据点用ＣＡＤ软件经过曲线重构、曲面重构、实体重构,输出的ＳＴＬ文件在快速成型机切片,生成激光轨迹并加工出骨骼原型,以此作为人工关节设计的依据．对这一系统的实现过程进行研究,提出了一种基于ＣＡＤ技术及快速成型技术来制造人工关节的敏捷制造系统框架．     

快速成型制造中的工艺支撑自动生成技术

提出了快速成型制造中的两工艺支撑新形式（向下特征支撑和局部支撑）。针对向下特征支撑形式，提出并实现了基于一维几何元素集合运算的支撑自动生成算法；针对局部支撑形式，提出并实现了基于STL(Stereolithograhy)模型三角面片拓扑分析与空间运算的支撑自动生成算法。结合SL(Stereo Lithography)工艺，进行了带支撑零件的成型。工艺实验证明，提出的工艺支撑自动生成技术不仅可自动地对STL模型添加合理的工艺支撑，而且可实现切片操作和扫描数据生成的融合。该技术可明显提高快速成型系统的加工效率与集成度，同时又降低系统的成本。     

基于快速成型技术的双组分室温固化硅胶制模技术

针对快速成型技术的应用,对双组分室温固化(RTV)硅胶模技术和真空注型技术进行了分析和试验,对制模和注型过程中适当选用材料和规划工艺过程给出了一些通用规则,并结合注型产品对快速成形(RP)原型、RTV硅胶模和真空注型件的尺寸精度进行了测量和分析．结果表明,基于RP技术的硅胶RTV制模技术是快速进行小批量塑料零件制造的有效手段,选择适当的材料和优化制模注型工艺,可以保证良好的结构适应性,制件的尺寸精度满足工程要求．     

快速成形技术在临床外科手术中的潜在应用

为了解决复杂外科手术的规划和修复假体的制作问题 ,该文采用了基于 CT图像的快速成形技术。通过 CT图像滤波、分割、开操作等图像处理方法以及轮廓提取和采样等建模方法 ,得到了假体的快速成形数据接口 ,在此基础上使用快速成形技术制造了假体的三维原尺寸实物模型 ,最后根据此实物模型进行手术规划和修复假体制作。该方法经过临床医疗的验证 ,在人体右侧半骨盆置换手术中取得成功。结果证实 ,使用基于 CT图像的快速成形技术是辅助临床外科手术的有效方法。     

基于快速原型的个体匹配骨骼造型方法

为了改进个体匹配骨骼的设计与制造的速度和精度，缩短病人的等待时间和提高骨骼外形的匹配程度。采取不经过曲面重构而直接利用快速原型完成人工骨骼模型的造型方法，即直接将患者骨骼的断层图像数据转化为快速原型分层制造的轮廓数据格式，并快速制造骨骼的实体原型，而对其形状的修改和编辑是在实物原型上进行的。研究结果表明，这种方法具有速度快、严谨高的特点，能很好地满足个体匹配骨骼对设计制造的速度和精度的要求。     

Application of Rapid Prototyping Technology in Die Making of Diesel Engine

This paper studies engineering applications of rapid prototyping (RP) technology in die making of diesel engine. On demand of product development and die making of, an integrated system of reverse engineering and rapid prototyping (RE/RP) for engineering application is constructed, and effective application of RP technology in die making is thus realized. Taking the casting die for clutch house of diesel engine as an example, this paper studied the engineering application of laminated object manufacturing (LOM) technology in rapid die making and discussed related technologies as parameter setting of temperature and pressure in heat pressing, the matching of laser power and cutting speed of laser, and layout and post treatment of the prototype in RP technology. The casting die manufactured with LOM technology has satisfactory lifetime and is successfully used in 100 rough castings of clutch house for diesel engine. The manufacturing cost for the die is decreased and the production period is shortened.     

弹性体建模仿真新方法

针对弹性物体受力时形变的复杂性,提出了一种基于多曲线拟合的弹性体建模仿真的新方法,该方法不要求复杂计算,具有建模速度快,实现简单的特点.通过对一个弹性球体受力仿真的建模,说明了该方法的可行性.该方法可应用于各种需要快速建模并获得仿真结果的场合,同时为虚拟设计/制造中解决表现速度与表达精度的矛盾提供了一种有效的建模手段.     

面向快速原型的数据处理与三维造型一体化软件系统

基于MDT软件环境，开发了面向快速原型（RP）的数据处理与三维造型一体化软件系统．首先对系统的集成框架进行描述，然后在深入研究MDT软件平台下CAD模型数据的内部表达方法以及拓扑信息和几何信息提取方法的基础上，运用基于网格划分的曲面与平面求交原理，构造并实现了一种法矢和面积双重判据的自适应直接分层算法．按照所提出的新型二维层片数据文件格式，运用VC＋＋6．0和MDT软件应用程序开发接口，对MDT软件进行二次开发，从而实现了CAD造型与RP数据处理的无缝集成．研究结果表明，该系统具有良好的柔性和实用性，可有效提高快速原型制件质量和简化数据前处理的过程。     

基于CAD系统的快速成形层片轮廓扫描数据的直接提取

为避免快速成形中采用CAD模型的转换模型造成层片轮廓扫描数据精度损失,研究了在CAD系统内部直接提取层片轮廓扫描数据的方法．分析了层片理论轮廓扫描边界中高次曲线的离散方式,定义了层片轮廓扫描面积偏差的概念,建立了CAD模型直接分层截面轮廓边界离散模型,实现了在CAD系统内部直接提取层片轮廓扫描数据,并在聚苯乙烯泡沫材料成形机上进行了试验．结果表明,CAD系统和快速成形系统之间可以避开三维CAD模型的STL转换等近似处理环节,从而获取高品质的轮廓扫描加工数据．     

基于模糊自适应PI控制在TSMC-PMSM闭环控制中的应用

分析了双极矩阵变换器（TSMC）在永磁同步电机（PMSM）闭环控制的基本原理,针对传统PI控制器对电机转速控制响应速度慢,控制精度低,以及电机调速、负载参数变化时,很难达到预期效果等问题,提出了一种利用模糊控制构建模糊自适应PI控制器,实现转速和电流闭环控制,该方法利用模糊推理能实现对PID参数的在线自整定,进一步完善PI控制器的性能,提高系统的控制精度。最后,在Matlab/Simulink软件上搭建了系统仿真平台,仿真结果验证了模糊自适应PI控制器能快速准确地跟踪转速的给定及具有良好的抗干扰性。     

基于STL的快速分层处理软件的研发

分析了影响分层处理效率的主要因素,提出了基于三角形面片特征的快速排序算法、轮廓线快速生成算法和快速分层算法,并在此基础上开发了基于STL模型的快速分层处理软件.大量实际应用结果表明,该软件高效、稳定、可靠.     

快速原型制造系统中切片数据拟合算法的研究

针对快速原型制造系统中广泛采用的立体光造型 (STL)标准本身的近似性给切片后所带来的固有误差 ,通过分析、比较常用的几种离散点序列拟合方法 ,结合快速成型系统的特殊性 ,提出了一种切实可行的拟合方案及其实现原理 ,并已成功地应用于系统中     

自适应条纹图像滤波方法

提出一种自适应条纹图像空域滤波方法.该方法能够自动识别条纹图像的不同频率区域.针对低频（稀疏）区域,采用一种新的基于二次曲面拟合的滤波方法进行去噪;对于高频（密集）区域,则先估计条纹空间频率,再利用该频率重新计算像素灰度的最小二乘逼近值,从而达到滤波的目的.该方法适用于各种类型光学条纹图像的降噪处理,特别是空间频率变化较大的条纹图像的处理.实验及计算机模拟结果都证明了该方法的有效性.     

基于自适应Radau伪谱法的再入段轨道设计算法

针对传统Radau伪谱法处理非光滑平面时精度不高和效率不足的缺点,提出了一种基于自适应Radau伪谱算法的再入段轨道设计算法。该算法可以根据状态方程的拟合精度对再入段轨道进行自适应调整。在轨道曲率较高的区域,通过增加区段数量提高计算精度;在轨道曲率较低的区域,通过提高插值多项式的阶次提高计算精度。仿真结果显示,该算法形成的配点分布更为合理,相对传统的Radau算法具有高精度、高效率等优点,求解效果优于传统的Radau伪谱法,可将其应用到再入段轨道优化的工程实际中。      

基于Pro/ENGINEER的快速原型技术研究

论述了Ｐｒ／ＥＮＧＩＮＥＥＲ软件系统在快速原型系统中的应用技术。重点讨论了Ｐｒｏ／ＮＧＩＮＥＥＲ软件系统的主要模块,功能特点及在快速成形技术上的应用,为快速盛开有新技术项目的推广应用提供理论依据和设计方法。     

基于STL文件的阶梯剖分算法研究

针对制件规模受快速成形机工作空间限制及后处理时拼合精度难以保证的实际问题，提出了一种基于8TL格式文件的阶梯剖分算法．介绍了阶梯剖分的原理，详细阐述了剖分的具体步骤及算法，对可能出现的极限情况进行分类讨论．利用该套算法，可以在保证拼合精度的前提下解决快速成形系统对大型实体进行分割制造问题，扩大了制造的适应性，提高了生产效率．