摘要：根据对零件制造精度和效率的关注程度的不同,开发出了多种分层算法。在同等加工时间的情况下,根据加工精度的不同,将这些分层算法分为等层厚分层算法和适应性分层算法两类。通过对STL模型、原始CAD模型和点云数据的分析,讨论了两类分层算法的研究和发展,然后介绍了斜边分层算法和曲面分层算法等先进分层算法的原理和成果,最后讨论了快速成型分层算法的研究方向和趋势。

摘要：激光成形过程中,对熔覆高度进行实时检测,从而实现熔覆高度闭环控制是成形高质量零件的保证。激光成形过程是一个多参数耦合的非线性过程,大量激光参数对成形熔覆表面质量具有重要影响。在分析激光参数对熔覆高度影响的基础上,建立利用激光工艺参数预测熔覆高度的误差反向传播(Backpropagation,BP)神经网络模型,完成了网络算法设计。通过激光成形试验采集样本,利用训练样本对所建立的网络进行训练,完成网络输入输出高度映射关系,并利用测试样本对所训练的网络进行检验。仿真试验表明,神经网络熔覆高度预测模型具有很高的精度,验证了该预测模型在理论和实践上的可行性与有效性。神经网络熔覆高度预测模型为实现激光加工过程熔覆高度实时预测与闭环控制打下基础,对提高成形产品质量具有重要意义。

摘要：通过分析STL模型的几何特性和快速成型的工艺过程,建立了台阶效应、支撑面积和制作时间3个目标的优化模型,并分别利用遗传算法进行了求解,建立了独立满意度;然后采用线性加权法建立了综合满意度函数,利用遗传算法求解,得到优化的制作方向.实验结果表明,该方法能够有效地解决快速成型中的制作方向优化问题.

摘要：提出了一种基于机器人的卷曲类自由曲面的测量、建模和加工路径生成方法。本文采用结构光测量方法设计了一种基于机器人的自动测量系统,实现了自由曲面零件的表面测量。根据测量数据和零件的形状特点提出了一种新的建模方法,该方法首先采用提出的截面法直接提取点云的边界,然后利用射线与局部拟合曲面的交点获得有序的精整数据点,实现了NURBS曲面的精确拟合。最后,对重构的自由曲面采用等参数线法生成了加工路径。实际的算例和应用验证了本文方法的有效性和精确性。

摘要：针对快速成型机广泛使用的STL数据模型 ,建立了STL文件拓扑重建的数据结构 ,给出了边界提取和面片分割的具体实施方法 ,实现了基于边界表示的实体建模 利用回转面的内在几何性质 ,提出了球面、柱面等规则曲面的识别方法 ,从而还原机械型面的原貌并实现规则型面的精确表示 对于自由曲面 ,采用调和映射参数化技术 ,实现了该类网格曲面的精确NURBS建模 ,给出了曲面片间保持G1连续的优化拼接方法 实际的验证结果表明 ,重构的实体模型精度较高且便于系统间的数据交换 。

摘要：针对无任何预知联系下的自由曲面匹配问题,提出了一种简捷、快速的匹配方法.该方法以曲面的曲率为联系特征,在测量数据与模型曲面之间建立起满足角度、距离约束的对应关系,利用三点旋转平移变换法生成旋转平移变换列表;然后通过最小距离目标函数选取正确的三维坐标变换,实现测量数据与模型曲面之间的准确匹配.实验结果表明:该方法简捷、可靠且容易实现,特别适用于工件的测量定位和多视数据的融合.

摘要：提出了基于Matlab的任意闭合型值点的一维三次样条插值方法,并应用于闭曲面的三维重建中。首先对物体进行360°扫描测量,获得物体表面三维条形图。经过曲面切片、型值点提取、点列排序、一维插值、数据融合,得到闭曲面四边形网格图。给出了完整的基于Matlab的算法描述,并通过三维重建实例,验证了方法的有效性和可行性。

摘要：基板预热可以显著降低激光金属沉积成形(laser metal deposition shaping,LMDS)过程的热应力,从而抑制成形过程裂缝的产生,但基板预热温度的高低对成形零件的微观组织有着重要的影响,因此研究不同基板预热温度下激光金属沉积成形零件的微观组织变化规律对基板预热温度的选择具有非常重要的意义.利用中国科学院沈阳自动化研究所自行研制的激光金属沉积成形系统和基板预热系统,采用Ni60A金属粉末在基板未预热和预热到200,300,400,500和600℃时分别进行成形试验.然后利用扫描电子显微镜和能量散射谱仪对成形试件的微观组织进行深入的研究,得到不同基板预热温度对激光金属沉积成形零件微观组织的影响规律,为基板预热温度的优化选择提供了重要参考.

摘要：为降低成形过程的热应力,抑制成形过程裂缝的产生,减小成形过程试样和基板的翘曲变形,激光金属沉积成形往往需要进行基板预热,因此研究不同基板预热温度对激光金属沉积成形过程温度场的影响具有非常重要的意义.根据有限元分析中的"单元生死"技术,利用APDL编程建立了基板预热对激光金属沉积成形过程温度场影响的三维多道多层数值模拟模型,详细分析了基板未预热和分别预热到200,300,400,500,600℃时对沉积成形过程温度场和温度梯度的影响.通过中国科学院沈阳自动化研究所自行研制的激光金属沉积成形系统和基板预热系统,在与模拟过程相同的参数下,利用镍基合金粉末在基板未预热和分别预热到300,400,500,560℃时进行了成形试验,试验结果跟数值模拟结果吻合较好.