结构布局、几何和3D打印一体优化设计及制造方法

    公开(公告)号:CN115635683A

    公开(公告)日:2023-01-24

    申请号:CN202211311119.1

    申请日:2022-10-25

    Abstract: 本发明涉及一种结构布局、几何和3D打印一体优化设计及制造方法,包括步骤:建立最小连接基结构,筛除违反悬垂角度约束的构件后建立布局优化模型,分次将所有构件添加至布局优化模型中;考虑制造约束构件的悬垂角度,迭代优化对布局进行构件归并和节点融合,并对交叉构件进行处理;提取结构信息建立3D实体模型,然后切片并生成打印路径,进行3D打印。本发明的有益效果是:考虑打印制造中构件的悬垂角度约束,优化生成自支撑结构,打印过程无需额外添加支撑;通过几何一体优化过程中构件融合、节点移动处理的多次迭代,有效归并冗杂构件、减少节点数量,精简布局优化结果,实现结构的规整化。

    基于多轴3D打印的自支撑结构优化设计及制造方法

    公开(公告)号:CN115630412A

    公开(公告)日:2023-01-20

    申请号:CN202211307783.9

    申请日:2022-10-25

    Abstract: 本发明涉及一种基于多轴3D打印的自支撑结构优化设计及制造方法,包括步骤:采用基于SIMP模型的结构拓扑优化方法,实现复杂结构的最优构型设计,将图像转化为二值图像,并对拓扑优化的结果进行后处理;确定结构边界及悬垂角度,根据类型确定不同打印分区的打印方向;进行角度约束的一体优化;提取结构信息,建立3D实体模型后分区切片并生成打印路径,进行无支撑多轴3D打印制造。本发明的有益效果是:在优化过程中生成自支撑结构,打印过程无需额外添加支撑,通过考虑打印头、底座旋转轴的多轴分区3D打印实现任意倾斜角下的复杂自支撑结构最优构型打印,有效地解决了3D打印自支撑结构时体积增大与性能大幅下降的问题。

    电弧增材碳钢材料模型修正及预测评估方法

    公开(公告)号:CN119808419A

    公开(公告)日:2025-04-11

    申请号:CN202510014529.7

    申请日:2025-01-06

    Abstract: 本发明涉及电弧增材碳钢材料模型修正及预测评估方法,包括:获取多组不同的电弧增材碳钢本构模型,并进行修正预测;对电弧增材碳钢参数进行预测;对电弧增材碳钢参数进行试验评估。本发明的有益效果是:本发明实现了电弧增材制造新型工艺引起碳钢材料试件表面几何波动、材料各向异性和倾斜屈服平台特征在本构模型修正预测中的定量评估;通过对不同屈服强度、取样方向和表面条件的分组,实现分组本构模型关系曲线的合理修正和准确预测计算;通过关键材料参数的试验数据有效评估,实现电弧增材碳钢关键材料参数的准确预测计算。

    电弧增材长柱钢管结构件实验装置及性能评估计算方法

    公开(公告)号:CN118296735A

    公开(公告)日:2024-07-05

    申请号:CN202410544350.8

    申请日:2024-05-06

    Abstract: 本发明涉及一种电弧增材长柱钢管结构件实验装置及性能评估计算方法,包括以下步骤:试件制备和几何测量;实验装置和测试方法;标准设计和性能评估。本发明的有益效果是:基于三维扫描、模型后处理、截面轮廓信息提取和缺陷偏差处理的过程,实现WAAM长柱钢管结构件的几何测量;通过液压加载长柱轴压实验装置的设计构造,结合非接触三维数字图像相关法为主、应变片和位移计联合法为辅的测试方法,实现WAAM长柱钢管结构件荷载‑挠度的测试以及极限承载力测试值的获取;通过现有标准设计式的适用性探讨和专业系数评估,实现WAAM长柱钢管结构件测试值的有效性评估和标准设计式预测值的准确性评估。

    基于多轴3D打印的三维自支撑桁架优化设计及制造方法

    公开(公告)号:CN117235924A

    公开(公告)日:2023-12-15

    申请号:CN202311199312.5

    申请日:2023-09-18

    Abstract: 本发明涉及一种基于多轴3D打印的三维自支撑桁架优化设计及制造方法,包括以下步骤:识别给定结构的打印曲面、一体优化结构、3D打印一体制造。本发明的有益效果是:以传统的布局和几何优化的优化结果为初始值,得到优化结构及其相应的打印面并通过局部打印方向优化问题,得到优化结构的打印面,通过同时调整结构和打印面的一体化优化方法来减少或消除悬垂构件,并提出一种迭代的半一体方法以提高一体优化问题初始解的质量,从而减少结构中的悬垂特征,实现三维自支撑桁架的多轴3D打印优化设计。

    电弧增材钢管混凝土轴压性能实验装置及评估方法

    公开(公告)号:CN118961436A

    公开(公告)日:2024-11-15

    申请号:CN202411139748.X

    申请日:2024-08-20

    Abstract: 本发明涉及一种电弧增材钢管混凝土轴压性能实验装置及评估方法,采用三步设计评估的逐步推进模式,第一步解决了WAAM钢管混凝土的试件制备和几何测量方法的问题;第二步解决了钢管混凝土的轴压装置和性能测试方法的问题;第三步解决了基于标准设计式的改进后承载性能预测评估方法的问题。本发明的有益效果是:通过液压加载轴压性能实验装置的设计构造,结合应变片和位移计联合的测试方法,实现钢管混凝土试件荷载‑端缩量的测试以及极限承载力试验测试值的获取;基于标准设计式的改进后承载性能预测评估方法,实现WAAM钢管混凝土试件轴压承载力预测值的准确评估。

    三维杆系结构多轴切片路径设计及打印制造方法

    公开(公告)号:CN118721751A

    公开(公告)日:2024-10-01

    申请号:CN202411021393.4

    申请日:2024-07-29

    Abstract: 本发明涉及一种三维杆系结构多轴切片路径设计及打印制造方法,包括以下步骤:设置多轴3D打印装备及参数;面向多轴3D打印,依次进行三维杆系结构的切片分层、路径填充和控制代码生成;对选定模型进行虚拟仿真模拟,应用打印路径进行多轴3D打印制造。本发明的有益效果是:通过三角形相交算法快速高效地求解各分区打印平面与结构单元的交集,逐层生成切片层;通过锯齿形图案路径方式,有效填充每层打印路径轮廓层的内部打印路径,生成连续切片路径,受力路径清晰明了;将生成的打印路径转换为控制代码,采用分段直线运动模式实现对机器人运动的精确控制,实现复杂三维杆系结构的精准快速地多轴3D打印,显著提高打印效率。

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