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韩品连
《工程(英文)》 2017年 第3卷 第5期 页码 648-652 doi: 10.1016/J.ENG.2017.05.017
喷气发动机部件的增材设计(AD)和增材制造(AM)将彻底改变传统的航空航天工业。增材设计的独特性开创了喷气发动机设计和制造的新方向,比如梯度材料和微观结构。增材制造过程最重要的特征之一是其可以确保零件的一致性,因为它始于点,继而到线和层面,直至整个部件完成。设计和制造之间的协调是空气动力学、热力学、结构整合、传热、材料开发和加工等方面取得成功的关键。工程师必须改变设计零件的方式,因为他们要从传统的“减材”方法转移到“增材”的新方法来制造零件。增材设计与增材制造设计不一样。我们需要一种新方法和新工具来协助这种新的设计和制方式。本文详细讨论了增材设计与增材制造中的需求,以及如何解决当前的问题。
拓扑优化中采用增材制造填充构件的结构屈曲荷载提升设计 Artical
Anders Clausen, Niels Aage, Ole Sigmund
《工程(英文)》 2016年 第2卷 第2期 页码 250-257 doi: 10.1016/J.ENG.2016.02.006
增材制造可实现优质多功能构件所具有的高度复杂几何构型的制备。可以直接制备内含多孔填充的结构部件是其独有特征的一个例证。现有的设计方法还难以充分利用这一设计自由度,直接获得类似结构的设计。本文将展示涂层方法 (coating approach) 的拓扑优化方法来作为多孔填充构件的设计方法,所设计的构件具有显著改进的临界屈曲载荷,从而使得整体结构部件的稳定性增强。这一后续过程往往只能获得次优设计。本文所展示的方法弥补了传统柔顺性拓扑优化模型中难以考虑构件屈曲约束的缺陷。利用涂层拓扑优化方法与传统柔顺性拓扑优化同时对经典的MBB 梁进行设计,并采用熔丝增材制造技术对设计结果进行了制备。实验结果验证了涂层方法的数学模型的正确性。
力学超构材料的结构设计与增材制造研究进展 Review
卢晨曦, Mengting Hsieh, 黄志锋, 张驰, 林耀军, 沈强, 陈斐, 张联盟
《工程(英文)》 2022年 第17卷 第10期 页码 44-63 doi: 10.1016/j.eng.2021.12.023
力学超构材料可以被定义为一类结构材料,它前所未有的力学性能源自人工结构设计而非其组成材料。虽然宏观尺度和简单设计的结构可以通过传统的自上而下方式来制备,但许多不同尺度下的复杂设计仍然难以实现。增材制造(AM)的最新进展导致了许多新的超构材料理念的实现。AM方法能够制造具有高精度、极其复杂和高特征保真度的微尺度结构,使力学超构材料的快速发展成为可能,并大大降低了设计计算和实验验证周期。
一种将拓扑优化设计转化为增材制造结构的实现方法 Article
刘书田, 李取浩, 刘君欢, 陈文炯, 张永存
《工程(英文)》 2018年 第4卷 第2期 页码 277-285 doi: 10.1016/j.eng.2017.09.002
增材制造(3D打印)发展趋势 Perspective
卢秉恒, 李涤尘, 田小永
《工程(英文)》 2015年 第1卷 第1期 页码 85-89 doi: 10.15302/J-ENG-2015012
增材制造又称为3D打印,在过去30年间取得了快速发展并展示出前所未有的发展潜力。同时,这项发展潜力巨大的技术对传统工业也产生了不可估量的影响。3D打印的技术进步及其与传统制造工艺的融合,将推动制造业在材料研发、产品设计、生产工艺等方面进一步创新发展。最终,3D打印技术将与等材制造、减材制造形成三足鼎立局面,共同分享整个社会的制造业价值。
陶瓷喷墨打印增材制造技术 Review
Brian Derby
《工程(英文)》 2015年 第1卷 第1期 页码 113-123 doi: 10.15302/J-ENG-2015014
陶瓷喷墨打印是一种基于微滴累加的成形技术,典型的微滴体积为10~100 pL。实现微滴累加成形的关键是开发稳定的陶瓷墨水,合适的墨水需要满足由雷诺数和韦伯数定义的流变特性参数空间。在微滴累加成形过程中,微滴首先与成形面碰撞变形并消耗动能,然后在毛细管力作用下铺展并达到平衡状态。已经可以确定的是打印过程中微滴相互作用并形成一维线性特征的机理,但是对二维和三维结构成形机理的认识还处于较低水平,成形二维面的稳定性低于成形一维线性结构。多数情况下,墨水通过蒸发固化,微滴碰撞基体所产生的“咖啡环”缺陷需要通过固化工艺加以控制。已经有大量文献报道了使用喷墨打印技术成形各种类型小型陶瓷零件的成功案例。作为一种未来的制造技术,陶瓷喷墨打印技术有广阔的应用前景。本综述的目的是探索陶瓷喷墨打印技术未来潜在的研究领域,加强对这种制造方法的理解。
多功能结构设计与原位制造 Article
张岩, 张广玉, 乔菁, 李隆球
《工程(英文)》 2023年 第28卷 第9期 页码 58-68 doi: 10.1016/j.eng.2022.11.009
多功能结构(MFS)通过多种功能融合以实现优异的综合性能,然而传统的多功能结构设计和制造方法通常缺乏质量控制,并且单一结构内集成不同材料和器件时需使用复杂装备和多种工艺采用“为了制造而设计”的思想,我们利用基于分层调控原理的优化设计模型,设计出了同时包含机械承载、电气、导热和辐射屏蔽多种功能的典型结构;并且开发了一种高温原位增材制造(AM)技术研究结果表明,所设计的多功能结构相比同尺寸聚醚醚酮树脂基板具有更低质量,而且刚度提升了21.5%;集成的电学器件在多功能结构超出弹性变形阶段后仍然正常工作;与聚醚醚酮基板相比,多功能结构中心热源区域下方的等效导热率提高了这项工作不仅为高性能设计和先进制造提供了一套系统方法,并为高端装备的功能拓展和性能提升提供了重要的应用前景。
王磊,卢秉恒
《中国工程科学》 2022年 第24卷 第4期 页码 202-211 doi: 10.15302/J-SSCAE-2022.04.018
增材制造技术在假肢矫形器领域的应用 Review
王岩, 谭启涛, 蒲放, David Boone, 张明
《工程(英文)》 2020年 第6卷 第11期 页码 1258-1266 doi: 10.1016/j.eng.2020.07.019
关键词: 增材制造 肌肉骨骼系统生物力学 计算模型 假肢矫形器 3D打印
基于自组织映射的增材制造中数据驱动式微观组织和显微硬度设计 Article
甘政涛, 李恒阳, Sarah J. Wolff, Jennifer L. Bennett, Gregory Hyatt, Gregory J. Wagner, 曹简, Wing Kam Liu
《工程(英文)》 2019年 第5卷 第4期 页码 730-735 doi: 10.1016/j.eng.2019.03.014
为了在镍基高温合金的增材制造(AM)中设计微观组织和显微硬度,本研究提出了一种新的数据驱动方法,该方法结合了物理模型、实验测量和数据挖掘方法。在多目标下,工艺参数的设计窗口可以从可视化映射中得到。这种被提出的方法可用于AM和其他数据密集型工艺过程。
Zhen Zhang, Peng Yan, Guangbo Hao
《工程(英文)》 2017年 第3卷 第5期 页码 708-715 doi: 10.1016/J.ENG.2017.05.020
标题 作者 时间 类型 操作
基于自组织映射的增材制造中数据驱动式微观组织和显微硬度设计
甘政涛, 李恒阳, Sarah J. Wolff, Jennifer L. Bennett, Gregory Hyatt, Gregory J. Wagner, 曹简, Wing Kam Liu
期刊论文