建设一流课程是建设一流专业、一流学科乃至一流大学的核心工作。在“双一流”建设背景下,针对液压与气压传动课程建设与教学方面存在的问题,从课程教学理念、课程目标、课程内容、课程教学设计、课程管理与评价等方面入手,探索和实践向混合式教学模式转变、引入虚拟仿真软件、引入数字化建模与3D打印技术、加强与相关课程的交叉融合、改进课程教学评价机制等一流课程建设措施。实践表明,上述措施能有效改善课程教学效果,对于其他一流课程建设具有一定的参考和借鉴价值。

分析了3D打印技术的优势,通过三组3D打印的应用实例,验证了3D打印在低成本快速制造、复杂结构优化、电网设备修复时逆向建模的有效性。采用3D打印技术低成本快速制造了智能电容器外壳;对电力设备承力支座复杂结构进行了优化;通过三维扫描设备获取断裂部件的相关参数,并对其进行了打印修复。最后,运用3D打印技术进行开关机构部件的快速原型设计和制造,验证了3D打印技术在电力设备设计与制造过程中的适用性。

3D打印技术出现在20世纪90年代中期,是制造业领域正在迅速发展的一项新兴技术。首先简单介绍了工业机器人领域的3D打印技术,并从打印精度、使用材料、打印层厚等方面对比分析了几种常见的3D打印技术中最适合与机器人结合应用的技术;然后重点介绍了机器人结合3D打印技术在建筑、金属、生物3个增材制造领域的应用进展。

开展3D打印天然气喷嘴流场仿真研究,为小型化燃气轮机控制技术的提升奠定基础。利用Solidworks、ANSYS ICEM CFD软件进行3D打印天然气喷嘴模型建模和网格划分,基于FLUENT仿真完成不同压力工况下稳态天然气喷射流场的数值模拟计算。在天然气喷嘴外流场中形成的几何回流区会随着供气压强的增大而消失,中心回流区会随着工况压力的增大而逐渐向下游区域移动;天然气喷嘴的体积流量会先随着供气压强的增大而增大,供气压强大于0.15 MPa时体积流量逐渐饱和趋于平缓;质量流量随着压力工况的增大而呈线性增大;在距离喷嘴出口70mm处的不同压强工况下的不均匀度小于0.37。从仿真上研究天然气的分布以及气流的流动特性为3D打印喷嘴安全稳定运行及合理组织流场提供参考依据,为3D打印技术在燃气轮机制造中的应用提供了理论基础。

为实现3D打印成型智能化,突破现有3D打印装置成型尺寸限制,设计一款多角度单轴无限FDM 3D打印成型装置。通过分析多角度单轴无限3D打印成型原理,获得了该成型装置设计的依据,拟定出成型装置的总体方案,设计了打印平台、打印系统以及调角机构,并通过制造多角度单轴无限FDM 3D打印成型装置试验样机对其结构合理性进行验证。结果表明该装置采用传送带结构的打印平台和调节角度为30°~60°的调角机构,可实现成型件与打印平台自动分离以及单方向的无限打印,进而提高成型装置的智能化和灵活性。

这里采用熔融沉积式(FDM)3D打印机进行人工神经导管的制备,通过对成型的人工神经导管的管壁的缝隙、壁厚、线宽及表面质量等外观形貌进行分析,研究了送丝速率、芯轴转动速率、喷嘴移动速度的配比关系对人工神经导管成型精度的影响,得到了优化的工艺参数设定区间。在打印直线通道时送丝速率与喷嘴速度在配比i1范围在1001~5001时出丝正常,线高线宽变化平稳。在打印螺旋线管壁时,喷头的移动速率与主轴的转动速率间的相互匹配关i2主要影响出丝线宽。在i2=114~120时出丝线宽均匀,其在打印管壁时达到无缝融合;送丝速率与喷头移动速度i3的匹配关系主要影响神经导管的壁厚,i3=181~351壁厚逐渐减小,且避免了由于挤出材料过多致使在打印过程中形成了材料堆积,螺线管的外表面质量较差,厚度不均匀等现象。结果表明在上述参数范围内可以加工出的人工神...

综述了3D打印微型机器人的研究进展。利用文献分析法,按照特定的应用场景整理研究出3D打印技术的种类,介绍了微型机器人的3D打印材料,并对基于激光的3D打印材料进行详细研究。讨论了近些年国内外3D打印微型机器人在生物医学等领域的应用与研究现状,并展望了未来发展的趋势。3D打印技术的加入在微型机器人研究上发挥着越来越重要的作用,推动了制造领域趋向于智能化。3D打印智能制造微机械是未来的一个重要的应用领域和研究方向。

铸造起重机,是依靠沿厂房轨道方向的纵向移动、小车的横向移动和吊钩的升降运动来进行搬运工作的机器。其中小车架作为起重机的主要部件之一,约占起重机总重量的16%,起着主要的承载作用,因此设计出合理的小车架结构对起重机整体的安全性、经济性有很重要的意义。以10 t铸造起重机车架为研究对象,设计以3D打印技术为主要加工方法的新型车架。首先,以车架钢板为坐标平面建立坐标系,并根据车架上减速器座,电机座,定滑轮等放置的位置为坐标点输入坐标系,确定切割的位置、尺寸,结合ANSYS有限元分析软件,通过分析车架整体结构的应力及变形情况,对车架进行局部优化。结果表明:以3D打印技术进行切割设计的起重机车架与原起重机车架强度相仿,重量减少169 kg,减重部分占改进前车架重量的17.4%。

为了进一步的来分析等基圆曲线齿锥齿轮的啮合和传动特点,以等基圆曲线齿锥齿轮的特征原理为基础,研究了齿轮的齿线特性以及刀具设计的方法。通过对指状铣刀进行运动分析,建立齿轮轮坯的切齿坐标系,完成齿轮齿面方程的求解。利用MATLAB对求解出的齿面方程进行编程处理,得到等基圆曲线齿锥齿轮单个齿凹凸齿面点云数据;将齿面点云数据按照特定的规律导出DAT文件;以DAT文件为建模基础,利用三维造型软件UG生成等基圆曲线齿锥齿轮精确三维模型。通过3D打印技术打印出来UG生成的齿轮三维模型,为在通用数控机床上利用指状铣刀铣削等基圆曲线齿锥齿轮提供了理论基础。

为了解决CRH6动车组内装异形件组装时所遇到的工艺难题,以动车组开闭罩为例提出改变传统的开闭罩制造工艺,论证3D打印机制作内装异形件的可行性,预测3D打印技术在动车组制造领域中的应用会越来越广泛。