摘要：3D打印技术使用增材制造方式能够作为传统减材制造方式的一个强有力补充,推动了设计和制造行业的快速发展.近年来,机器人学的迅速发展打破了传统3D打印机的局限性,使3D打印技术能够更灵活地应用在各行各业,因此该问题成为了机器人学和先进制造学科交叉的一项研究热点.本文以3D打印和机器人手臂运动规划的背景和基础出发,对近年来多自由度机器人3D打印研究进展进行了综述,详细阐述并分析了以下四个方面的研究进展:(1)无支撑打印;(2)快速打印和线框打印;(3)在已有物体上进行修复或者再制造的包裹打印;(4)为弥补传统3D打印方式无法打印大模型的缺陷而提出的使用机器人手臂打印大体积模型或大尺寸建筑模型研究.本文最后对目前研究中待解决的问题和可能发展的方向进行了讨论.

摘要：利用水平集函数建立了各向异性连续结构动态特性拓扑优化设计的理论模型,使用一种全新方法证明了物质导数公式,得到了域积分和边界积分泛函的物质导数表达式.通过将物质导数法和不等式约束增广Lagrangian乘子法相结合推出了各向异性材料结构动态特性拓扑优化设计敏度分析的公式.设计边界的进化是通过人为的使目标函数下降的速度来控制,高维水平集曲面在不改变其拓扑结构的前提下上下运动,从而使嵌入在零水平集的结构形状通过其边界的合并与断裂在设计域内自动地改变其拓扑结构.广泛的2D正交各向异性悬臂梁研究验证了该方法的有效性,其结论为进一步发展复合材料结构的拓扑优化设计理论与算法奠定了基础.