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基于FDM工艺的3D打印机成型精度研究

基于FDM工艺的3D打印机成型精度研究

作者：李传帅华北电力大学

学位级别：硕士

熔融沉积快速成型技术(FDM)是目前快速成型诸多工艺中应用最为广泛的一种。作为3D打印技术的一种,熔融沉积工艺采用喷头将丝状热熔性材料熔化,然后通过材料沉积制造物体。采用FDM技术的3D打印机具有机械机构简单、设备操作容易、材料成... 详细信息

熔融沉积快速成型技术(FDM)是目前快速成型诸多工艺中应用最为广泛的一种。作为3D打印技术的一种,熔融沉积工艺采用喷头将丝状热熔性材料熔化,然后通过材料沉积制造物体。采用FDM技术的3D打印机具有机械机构简单、设备操作容易、材料成本低等优点,目前在市场上取得了较为广泛的应用。但是,现有的FDM3D打印机成型精度普遍较低,如何提高熔融沉积成型的成型精度是目前快速成型的一个重要研究方向。本文首先分别从前期数据处理、成型加工过程以及后处理过程三个方面介绍了影响成型精度的各种因素,分析了各因素带来的误差及相应的解决对策,为后续FDM工艺成型精度的研究提供了理论指导。快速成型技术的数据处理直接影响成型件的表面质量、成型精度和成型效率。为了提高成型件的成型精度和降低表面粗糙度,本文分别对FDM工艺的分层切片处理技术和支撑添加技术进行了研究。首先,介绍了一种适应性分层方法,根据模型轮廓参考曲线上的曲率变化情况确定分层厚度。该方法有效减小了台阶效应带来的误差,在保证成型精度的前提下极大地减小了成型时间。然后,讨论了支撑的添加规则,通过正交试验对FDM工艺中支撑添加技术进行了研究,在保证成型精度的前提下,得到了使支撑易于去除的最佳工艺参数。并通过试验确定了零件悬空部分不加支撑即可成形的极限尺寸,具有重要的实际参考价值。喷头结构的设计直接影响成型件的质量,稳定足够的摩擦驱动力是提高成形质量的关键。本文首先通过理论计算推导出摩擦驱动力的计算公式,分析了摩擦驱动力的影响因素,确定通过改善机械机构的方法来提高摩擦驱动力。然后设计了一种远端送丝机构,增加了减速装置,驱动力更加稳定。最后,运用有限元软件ANSYS进行热分析,通过分析喷头的温度场和应力场,研究了喷头的热量分布,为喷头的温度控制和结构优化设计提供了参考。

关键词：熔融沉积成型成型精度数据处理正交试验结构设计

基于EasyAR的聂荣臻元帅陈列馆导览系统研究

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计算机仿真 2023年第6期40卷 13-17页

作者：李传帅申闫春重庆工业职业技术学院重庆401120 北京信息科技大学计算机学院北京100192

针对移动终端增强现实导览系统开发难度大、自然特征识别数据量大、计算耗时长、标志物识别准确率较低、受光照、遮挡影响大、易于导致跟踪失败等问题,提出一种基于EasyAR的增强现实导览方法。采用3DsMax对场景进行三维建模仿真,采用Un... 详细信息

针对移动终端增强现实导览系统开发难度大、自然特征识别数据量大、计算耗时长、标志物识别准确率较低、受光照、遮挡影响大、易于导致跟踪失败等问题,提出一种基于EasyAR的增强现实导览方法。采用3DsMax对场景进行三维建模仿真,采用Unity开发交互设计程序,采用EasyAR检测和跟踪标识物特征点,叠加显示对应的增强现实仿真模型、播放视频、动画、音效。借助这一方法,开发了聂荣臻元帅陈列馆导览系统。实验表明,上述方法降低了开发导览系统的难度、高效易用、识别自然特征数据块速度快、准确率高、降低了光照及遮挡影响跟踪问题,为AR仿真提供一个最佳解决方案。

关键词：移动终端增强现实旅游导览

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快速成型技术中适应性分层方法

东华大学学报（自然科学版） 2016年第4期42卷 485-489,495页

作者：范孝良王进峰李传帅华北电力大学能源动力与机械工程学院河北保定071003

熔融沉积制造工艺中,三维模型的分层处理是造成台阶效应的直接原因.台阶效应会降低零件的表面质量.减小台阶误差的传统方法是减小分层厚度和选择合理的分层方向.为了解决传统方法中成型精度与成型效率难以协调的问题,介绍了一种适应性... 详细信息

熔融沉积制造工艺中,三维模型的分层处理是造成台阶效应的直接原因.台阶效应会降低零件的表面质量.减小台阶误差的传统方法是减小分层厚度和选择合理的分层方向.为了解决传统方法中成型精度与成型效率难以协调的问题,介绍了一种适应性分层方法,首先求出能够反映模型表面形状的参考曲线,然后根据参考曲线上曲率变化情况确定分层厚度.该方法适用于截面轮廓线为抛物线形状的零件,在保证成型精度的前提下极大地缩短了成型时间,同时建立成型时间的评价模型,分析了成型时间的影响因素.

关键词：快速成型台阶效应适应性分层参考曲线

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分析生态旅游营销中的环境保护对策

旅游纵览 2013年第4期 159-160页

作者：李传帅琼州学院旅游管理学院

社会的飞速发展带动各行各业共同进步,旅游行业作为高质量生活的重要组成部分,早已与民众生活融为一体,而生态旅游作为旅游行业的新兴活动方式,不仅给旅游行业带来了新的动力,同样对环境保护起到了巨大的促进作用,因此,开发生态旅游成... 详细信息

社会的飞速发展带动各行各业共同进步,旅游行业作为高质量生活的重要组成部分,早已与民众生活融为一体,而生态旅游作为旅游行业的新兴活动方式,不仅给旅游行业带来了新的动力,同样对环境保护起到了巨大的促进作用,因此,开发生态旅游成为了旅游行业发展的必然趋势。但是在其发展的过程中,依然不可避免的会对生态环境造成许多不良的影响,所以,实施生态旅游开发应当谨慎行事,运用合理的方针策略对其进行控制,进而达到环境保护的目的。

关键词：环境保护生态旅游对策

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分析生态旅游营销中的环境保护对策

旅游纵览(下半月) 2013年第2期 159-160页

作者：李传帅琼州学院旅游管理学院

关键词：环境保护生态旅游对策

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FDM快速成型工艺支撑结构参数的实验研究

中国工程机械学报 2016年第6期14卷 -页

作者：范孝良李传帅代红川赵冲华北电力大学机械工程系河北保定071003

支撑添加技术决定着打印零件的成败,是熔融沉积(FDM)工艺中一项关键技术.支撑的作用主要是保持零件形状、减少翘曲变形.支撑只是一种辅助结构,打印完成后应便于去除.为了进行支撑工艺参数的优化研究,讨论了支撑的添加规则,通过正交试验... 详细信息

支撑添加技术决定着打印零件的成败,是熔融沉积(FDM)工艺中一项关键技术.支撑的作用主要是保持零件形状、减少翘曲变形.支撑只是一种辅助结构,打印完成后应便于去除.为了进行支撑工艺参数的优化研究,讨论了支撑的添加规则,通过正交试验对FDM工艺中支撑添加技术进行研究,得到了使支撑易于去除的最佳工艺参数.并通过试验确定了零件悬空部分不加支撑即可成形的极限尺寸,具有重要的实际参考价值.

关键词： 3D打印熔融沉积正交试验法支撑结构悬空特征

基于CBAS_Unet的无人机多视角影像钢轨线自动提取方法

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中国铁道科学 2024年第3期45卷 26-37页

作者：王广帅中国铁路设计集团有限公司测绘地理信息研究院天津300251 天津市轨道交通导航定位及时空大数据技术重点实验室天津300251

针对无人机影像场景复杂、视角差异大、异物遮挡多,因而难以实现影像钢轨线高精度自动提取的问题,提出基于CBAS_Unet的无人机多视角影像钢轨线自动提取方法。在传统U-net网络基础上增加并行的空洞空间金字塔模块(Atrous Spatial Pyramid... 详细信息

针对无人机影像场景复杂、视角差异大、异物遮挡多,因而难以实现影像钢轨线高精度自动提取的问题,提出基于CBAS_Unet的无人机多视角影像钢轨线自动提取方法。在传统U-net网络基础上增加并行的空洞空间金字塔模块(Atrous Spatial Pyramid Pooling,ASPP)及卷积注意力模块(Convolutional Block Attention Module,CBAM),以增强网络对不同尺度的邻域信息的获取能力,有效提升对钢轨的分割性能;再通过基于RANSAC最小二乘拟合的像素编组及邻域钢轨线串联,实现完整钢轨矢量线的高精度提取。结果表明:与Unet及Deeplab v3+2种经典模型相比,所提方法针对多视角无人机影像钢轨分割的交并比分别提升2.09%和1.98%,综合能力评价指标分别提升1.50和1.42;钢轨线提取完整度达到了90.7%,优于U-net模型的83.3%;钢轨线提取的误差平均值约0.58像素,中误差约0.77像素,实现了亚像素级的钢轨线提取。该方法能够满足无人机多视角影像中钢轨线提取的自动化、完整性以及高精度应用的需求。

关键词：无人机影像钢轨线提取空洞空间金字塔注意力机制 U-net

含静止无功发生器的直驱风电并网系统稳定性分析及振荡抑制策略

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电力自动化设备 2024年第6期44卷 1-8,17页

作者：张芳王赫李传栋天津大学智能电网教育部重点实验室天津300072 国网福建省电力有限公司电力科学研究院福建福州350007

风电并网系统稳定性分析及振荡抑制策略大多集中于风电场本身,针对含静止无功发生器(SVG)的直驱风电并网系统研究较少。基于特征值灵敏度筛选出对含SVG的直驱风电并网系统稳定性较显著的控制通道,然后基于独立通道分析设计理论将并网系... 详细信息

风电并网系统稳定性分析及振荡抑制策略大多集中于风电场本身,针对含静止无功发生器(SVG)的直驱风电并网系统研究较少。基于特征值灵敏度筛选出对含SVG的直驱风电并网系统稳定性较显著的控制通道,然后基于独立通道分析设计理论将并网系统由多输入多输出耦合系统等效拆分为多个单输入单输出控制通道,在定性分析并网系统稳定性的同时定量评估不同控制通道间的交互作用程度。为抑制控制通道间的交互作用,提出了基于H∞鲁棒控制的次同步振荡抑制策略。通过电磁暂态仿真,验证了基于独立通道分析设计理论分析并网系统稳定性的正确性以及基于H∞鲁棒控制的次同步振荡抑制策略的有效性。

关键词：直驱风电机组静止无功发生器独立通道 H∞鲁棒控制振荡抑制

葛雷在中国(1920—1927)——对中华基督教青年会全国协会体育部干事葛雷的历史考察

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体育与科学 2024年第4期45卷 32-39页

作者：李传奇华中师范大学体育学院

文章运用历史分析的方法，以与葛雷相关的报告、档案、信札、电报、报纸等历史文献为基础，对中华基督教青年会全国协会体育部干事葛雷在华服务期间(1920—1927)从事体育相关工作的情况进行了全面而广泛的考察和研究。文章围绕葛雷与中... 详细信息

文章运用历史分析的方法，以与葛雷相关的报告、档案、信札、电报、报纸等历史文献为基础，对中华基督教青年会全国协会体育部干事葛雷在华服务期间(1920—1927)从事体育相关工作的情况进行了全面而广泛的考察和研究。文章围绕葛雷与中华基督教青年会全国协会体育部的基本情况，葛雷在华期间的职务及人际关系网络，葛雷在华期间的社会状况及对其影响，葛雷在华期间的体育贡献，当时社会对葛雷的关注与评价等五个方面展开研究。葛雷在近代中国体育史上占有极为重要的地位，在推动近代中国体育的现代转型方面发挥了重要作用。通过对葛雷的研究，能够更深刻地认识和了解近代中国体育发展与变革的历程，同时也有利于深入理解中外体育交流对推动体育发展的重要意义。

关键词：葛雷中华基督教青年会全国协会远东体育委员会体育史