一、等离子熔射法快速制作金属零件（论文文献综述）
于洋[1]（2011）在《高能束快速制造中计算机视觉技术应用的研究》文中认为金属零件快速制造技术采用高能束流作为成形热源熔化同步供给的金属材料,按计算机设定的扫描轨迹逐层自由熔积成复杂形状的高性能金属制件。金属零件高能束快速制造过程是传热、传质与几何边界呈瞬态时空剧烈交变的超常态成形过程,影响其制件成形质量的工艺因素繁多,如高能束流功率、扫描速度、材料供给速度、工作气体流量、喷枪位置、基体的形状与表面状况等。因此,成形过程射流形态与熔积层形貌的在线可视化监测,对于保证快速成形件质量的稳定可靠性成为必不可少的重要手段。为此,本文首先使用计算机视觉技术对固/液相等离子熔射快速成形过程进行在线监测,提出采用相同标准二阶中心矩椭圆长短轴比作为等离子熔射射流形貌特征值,以反映熔射能量相关工艺参数的变化。实验中使用工业CCD摄像机采集不同功率和工作气体流量下的固/液相等离子射流图像,利用MATLAB开发的图像处理软件进行射流边缘检测和特征值提取计算。实验结果表明,采用该特征值能够很好地适应射流的旋转和变形。随着熔射功率增大,特征值呈现单调递增趋势;随着Ar流量的增大,特征值总体呈现减小的趋势。在相同工艺参数下,液相等离子熔射特征值小于固相等离子熔射特征值。本系统的开发为固/液混相等离子熔射超常态成形新技术应用于低成本快速制备新型功能元件的工艺优化提供了重要的科学手段。其次,在基于工业机器人的金属零件三维熔积快速制造中,目前多采用离线示教编程实现,成形效率与成形精度受到很大的限制。为了保证三维熔积快速制造的零件形状尺寸精度和成形性能质量、提高成形效率,基于熔积高度实时跟踪的自适应切片轨迹规划和熔积弧长动态调控成为金属零件的工业机器人三维熔积快速制造核心技术,而熔积高度和焊道形貌的可视化监测是其关键技术基础。该技术不仅能用于复杂金属零件快速制造,而且能用于大型高性能关键零件与模具的机器人快速修复,因而具有非常重要而广阔的工程应用价值。本文采用可变焦工业摄像机单目视觉技术进行了熔积层定位和形貌特征识别技术的相关研究,提出利用几何光学聚焦及摄像机线性模型标定的技术来获取主光轴深度信息的方法。文中首先获取标定目标像素尺度随着物距变化的曲线,然后根据该曲线和熔积层像素宽度计算熔积成形件当前实际高度。此外,本文建立了通过目标点数字图像像素坐标求解空间坐标的光学几何模型,在此基础上开发了熔积层形貌特征提取和缺陷坐标定位的软件。在不同的摄像机俯仰角下采集熔积层数字图像,并用本研究开发的模型和软件进行图像分析处理,然后将熔积层形貌特征和缺陷坐标的计算值与理论值进行了比较。测试结果表明,该方法的定位精度达到了实际应用要求。以上研究成果为实现成形过程射流特征与熔积层形貌的在线可视化监测,保证快速成形件质量的稳定可靠性奠定了应用技术基础。
武文斌[2]（2008）在《金属板件等离子体弧柔性成形技术的基础研究》文中研究说明金属板件等离子体弧柔性成形是近几年发展起来的金属板材成形技术,是一种新兴的、有广阔发展前景的板材柔性成形技术,其核心是:以等离子体弧为热源,通过合理控制弧柱功率、扫描轨迹和速率,使材料内部形成可控的温度梯度进而产生非均匀热应力场,使板材成形为预期要求的形状。该方法不需要花费大量的时间和资金来制造工模具,对降低新产品的开发成本、缩短开发周期具有积极意义,尤其在新车开发等大型板件多品种小批量成形生产中,具有广阔的应用前景。本研究针对金属薄板等离子体弧柔性成形研究中存在的问题,采用理论分析、数值计算和实验测试相结合的方法,以建立等离子体弧柔性成形数值计算模型、技术参数关系、实验手段等关键技术为重点,以复杂三维曲面成形和成形精度控制为目标,研究了等离子体弧板材柔性成形的应变场、热参数、扫描间距、路径规划等重要问题,实现了复杂曲面和目标圆弧面的加工成形。论文的主要研究工作如下:分析了等离子体弧柔性成形技术的研究现状,论述了等离子体弧弯曲成形的两种基本形式——正向弯曲和反向弯曲及其成形机理和控制方法,分析了温度梯度机理、屈曲机理和增厚机理产生的机制及作用过程,结果表明在温度梯度机理、屈曲机理与耦合机理条件下,垂直于扫描线方向的横向应力和板材上下表面塑性应变的不均匀分布是板材弯曲变形的主要因素;板材既产生绕扫描线弯曲也产生垂直扫描线弯曲变形,弯曲成形的变化大小主要取决于塑性区的大小。为定量描述等离子体弧作用下金属板材的传热规律和应力应变状态,在重点研究了模型选取、移动热源模拟、材料特性和载荷施加等问题的基础上,建立了等离子体弧柔性成形过程的瞬态温度场有限元模型和应力应变场热弹塑性有限元模型;对温度场分布、应力应变状态以及形变规律进行了计算和分析,得出了在各种参数组合条件下的薄板温度场和应力应变场。为解决金属板复杂曲面三维成形问题,根据成形目标形状,基于大变形弹塑性有限元理论,计算出双曲率曲面及冠面成形应变场,根据主应变矢量方向与扫描路线的垂直关系,完成了球冠面和马鞍形曲面的等离子体弧扫描路径规划;在建立了加热区应变值与等离子体弧功率和扫描速度之间关系数据库和等离子体弧柔性成形实验装置的基础上,将数控技术与等离子体弧柔性成形技术相结合,实现等离子体弧扫描速度以及弧柱热能加载的调整,成形出球冠面和马鞍形面的目标形状,为复杂曲面的成形奠定了设计制造基础。为保证光滑连续圆弧面的成形质量,在数值计算和实验的基础上,确定了扫描间距、扫描顺序的选取原则,证明较小的扫描间距会得到连续性较好的塑性应变场,可以有效提高成形件的成形质量;给出了成形光滑连续圆弧面主要参数γ与扫描间距、成形圆弧半径的关系,数值模拟和实验采用渐进式等离子体弧扫描成形的方法,成形出了符合预期半径要求的连续圆弧面。对成形中出现的棱角效应进行了机理分析和数值计算,结果表明棱角效应是板材沿扫描线方向受几何约束产生了较小的压应变及在扫描线上、下表面的收缩量不同所造成;提出了通过分段扫描解决棱角效应的方法,明显提高了成形质量。研究了等离子体弧柔性成形试件的金相组织,结果表明较低功率的等离子体弧柔性成形会使板材晶粒细化,有利于改善材料的显微组织结构,采用合适的参数加工能在一定程度上改善成形件的机械性能。利用BP神经网络对板材成形进行了预测。通过实验数据的训练,建立了等离子体弧金属板材柔性成形效果与加工工艺参量的神经网络预测模型,并利用此模型进行了成形弯曲角度和扫描次数的预测,弯曲角度的预测误差小于5%,而扫描次数的预测误差小于2%。应用灰色系统理论与时序分析,对金属板的动态角度变形进行预测,当参与模型预测的观测序列为最新序列时,可保持较高精度的短期预测,预测误差小于3%。上述工作为成形精度的控制奠定了基础。
曾好平[3]（2007）在《熔射成形骤冷熔滴生长特性基础研究》文中研究说明熔射成形在高熔点材料的零件和模具快速制造方面具有独特的技术优势，且工艺简单、成本低、制造周期短，因而越来越受到国内外学者的高度重视。但是在熔射成形过程中，高温熔滴在等离子射流的作用下，以极高的速度撞击熔射模，又在极短的时间内急速扁平、骤冷凝固，以不规则堆积和动态生长的方式构筑型壳，常规实验方法很难观测。同时由于周围空气的卷入和阳极斑点的跳动等复杂因素的影响导致了超高温射流的快速波动，直接影响着熔滴飞行特性、熔融状态、氧化行为及着陆点，造成堆积和生长过程的瞬态变化。熔射过程中熔滴的上述特点常常导致了熔射层的起翘、开裂和剥落等缺陷，严重地影响了零件或模具的成形质量和成形精度，甚至使熔射工艺无法实现，造成了能源、材料和人力的极大浪费。然而，国内外在熔射成形技术中对骤冷熔滴动态生长特性的研究几乎空白。因此，深入而系统地研究骤冷熔滴的扁平特性和动态生长特性，建立熔射工艺参数与涂层性能之间的内在耦合关系具有重要的科学意义。本文针对熔滴扁平、凝固、不规则堆积生长的特点，提出了熔射成形骤冷熔滴扁平行为与生长过程模拟的构想。重点研究熔滴直径、温度、速度和基体温度、界面热阻对熔滴扁平过程的影响规律；建立基于熔滴多维统计特征的涂层生长模型；分析熔滴凝固冷却时温度场和热应力；构建基于涂层金相照片的增层模型，探索含孔隙涂层的温度场分布；采用支持向量机方法预测熔射工艺参数、熔滴温度和速度、涂层显微硬度和孔隙率之间的内在关系。采用计算流体动力学和传热学方法，以流体动力学模型和包括基体的流固耦合传热模型，可视化模拟了不锈钢熔滴的扁平行为，为熔滴动态生长和涂层形成机理的研究奠定了基础。模拟结果显示，熔滴在撞击扁平过程中，界面接触压力随时间逐渐衰减，最大接触压力位于熔滴横向流动的前沿，在1／4扁平时间后熔滴的扁平过程呈现出完全的横向流动；熔滴直径、温度、速度和基体温度、界面热阻是影响熔滴扁平时间和扁平率的重要因素，扁平时间和扁平率随着熔滴直径、基体温度、界面热阻的增大而增大，但扁平时间随着熔滴撞击速度的增大而减小，扁平率则相反。建立熔滴多维统计特征模型，依据照片反映的形状特点生成数字化熔滴薄片，在对其截面进行离散的基础上，模拟研究了熔滴不规则堆积所形成的涂层微观结构，分析了熔滴直径和速度、喷枪移动速度对涂层孔隙率和表面粗糙度的影响规律。模拟结果表明，保持熔滴速度和喷枪移动速度不变时，适当增大熔滴直径将使涂层孔隙率减小，但涂层的表面粗糙度却增大；保持熔滴直径和喷枪移动速度不变时，适当增大熔滴速度将降低涂层孔隙率和表面粗糙度。该研究对分析涂层微观结构具有重要的意义。以数值模拟得到的熔滴薄片为原型，采用有限单元法模拟了3Cr13熔滴薄片凝固冷却时的温度场和热应力。计算结果显示，由于薄片本身具有边缘厚、中心薄的圆盘形状特点，在凝固冷却的初始阶段薄片边缘的温度高于薄片中心的温度，随着冷却的进行薄片中的最高温度位置将逐渐移至薄片中心；薄片中的最大应力出现在薄片边缘与基体的接触面处，最小应力则位于薄片边缘的上表面；第一主应力在熔滴上表面沿径向逐渐减小，沿轴向在接触面处发生急剧变化；薄片中的第一主应力为拉应力，基体中的第一主应力为压应力；适当提高基体初始温度可降低熔滴薄片中的最大热应力，对解决沉积过程中熔滴的卷曲、龟裂等缺陷十分有利。针对现有增层模型无法考虑涂层孔隙率的缺陷，在对熔滴动态生长所形成的涂层金相照片进行图像处理和比对的基础上，首次提出了一种能够处理涂层孔隙率的增层模型，并用该模型对涂层温度场进行了模拟。模拟结果表明，孔隙对涂层沉积和冷却过程中的温度场分布具有显着的影响，靠近孔隙处的温度下降比远离孔隙处的更慢，而且孔隙越大，这种温度差异越大，且孔隙对基体中的温度场分布也有影响，可为含孔隙涂层残余应力的研究，解决涂层起翘、开裂和剥落等失效提供基础。以WC-12％Co材料为例，通过正交实验研究了熔射工艺参数、熔滴温度和速度、涂层显微硬度和孔隙率的对应关系，引入支持向量机方法预测了熔射工艺参数对熔滴温度和速度、涂层显微硬度和孔隙率的影响规律。预测结果显示，适当增大氩气流量可提高熔滴速度而熔滴温度却降低了，对涂层显微硬度和孔隙率影响较小；适当增大氢气流量可以同时提高熔滴的温度和速度，降低了涂层孔隙率，提高了涂层显微硬度，改善了涂层性能；熔射电流强度对熔滴温度和速度、涂层显微硬度和孔隙率影响较小。应用该方法，综合考虑熔射工艺参数、熔滴温度、速度可更有效地预测涂层的孔隙率和显微硬度。
伍炜[4]（2007）在《等离子熔射成形数值模拟系统的设计与研究》文中认为本课题来源于国家自然科学基金资助项目和十五“863”制造自动化领域机器人主题项目。等离子熔射成形数值模拟系统是一种通过模拟粉末粒子从喷枪经过射流加温加速在基底上的沉积过程来预测皮膜形成过程中的温度场和残余应力分布的软件系统。由于涉及到等离子喷涂整个加工过程模拟以及在三维自由曲面上的动态传质传热的复杂过程,通用型模拟软件无法解决这类问题。鉴于此,本课题在已经单独建立的等离子熔射成形过程中射流、粉末粒子和皮膜生长及温度三部分数值模拟计算的基础上开发出熔射成形数值模拟系统来完成等离子熔射成形过程的模拟。研究人员可以根据软件模拟结果,通过熔射形成皮膜的温度场和热应力场的特征来分析材料参数和工艺参数对涂层生长过程的影响规律,选择合理的熔射工艺条件及其参数。本文根据已经建立的等离子喷涂中射流、粉末粒子和皮膜三部分的数值模拟计算中特定的数据结构,采用VC++程序框架将各数值计算部分连成,并补充欠缺功能,设计了一种实现从射流、粒子行为、皮膜生长到皮膜温度场的对等离子整个加工过程的新的模拟方法,并且设计出连成系统的结构框架和制定了人机交互策略。本文的重点是:设计并实现了统计计算粉末粒子在喷涂表面分布规律的算法,连成整个系统;实现熔射成形数值模拟的后置处理算法,包括:完善场景节点的三维交互设计和温度场云图的显示、设计并实现搜索网格模型表面面片、边界的算法以及建立了信息显示功能和动画生成功能。这些算法和功能大大方便了用户对计算结果的分析。将开发的系统应用于汽车覆盖件模具的熔射成形分析,能对模拟的加工过程中的等离子射流、粒子行为以及温度场等数据场进行清晰准确的云图、等值线显示以及粒子飞行和等离子加工过程的动画。
刘权[5]（2007）在《等离子成形加工复合机床开放式数控系统软件开发》文中认为等离子熔积制造（Plasma Powder Deposition Manufacturing,PPDM）采用材料增加技术和铣削去除技术快速制造金属零件。新型的五轴联动等离子数控机床系统利用计算机技术,通过数控机床,使用等离子熔积制造技术,可直接快速加工出具有一定表面精度和强度的金属零件。但目前的数控系统（CNC）大都是机械去除加工专用设备,其功能无法满足将材料增加技术和铣削去除技术复合的技术需求,且其扩展性差,不利于二次开发。对此,本文提出了采用智能运动控制卡,开发开放式数控系统（Open CNC）。该数控系统交互性好,可扩展性强,利于二次开发,能根据需要解决等离子熔积制造中的工艺问题。开放式数控系统软件是基于WINDOWS平台,使用Microsoft Visual C++ 6.0开发的,采用面向对象的编程技术编写。研究开发采用“NC嵌入PC”结构模式,通过PC内部总线实现数据的交换和控制。主要功能是实现集加工路径规划、NC代码生成、加工控制和加工实时检测于一体,并且最终与实际加工工艺相结合,改善传统数控机床对等离子熔积制造的局限。本文主要针对数控系统软件的运动控制模块进行开发并介绍。该模块也是采用Visual C++6.0工具,主要实现数控机床的各种运动加工控制,功能包括:实现了回零、步进、手摇、手动等控制面板功能,对数控NC代码的识别翻译和执行控制,对刀具补偿和反向间隙补偿,加工实时错误监控等等。此外,论文还针对等离子熔积增材成形和铣削去除快速制造的技术要求,对等离子熔积成形参数和铣削加工刀具信息系统进行研究,在开放式数控系统软件中建立了熔积成形参数数据库和刀具信息数据库,以便于用户的自动化控制;针对等离子熔积成形中拐点堆积问题,提出了改变送粉流量方法和拐点平滑过渡方法两种解决方案;针对于多层成形中的层数问题,数控系统采用了NC代码程序任意层段选择执行的方案。最后运用开发的开放式数控系统软件在复合机床上进行了等离子熔积和铣削加工实验。实验结果表明:本文所建立的数控系统软件的运动控制模块和各种工艺研究方案可行,为等离子熔积制造的进一步优化提供了理论和实践基础。
胡勇[6]（2006）在《机器人成形加工可视化系统三维形貌检测技术基础》文中提出快速制模技术（RT）由于其低成本和快速响应市场的能力已成为实现新产品快速开发和抢占市场的关键技术。基于机器人等离子熔射的快速模具制造技术因具有不受模具尺寸和熔射材料限制、熔射质量高等优点而受到广泛关注。机器人等离子熔射过程是一个非线性的、时变、复杂的过程,参数众多,皮膜成形质量比较难以控制,如果不进行有效的实时检测与控制,得到的原型或零件难以满足成形精度的要求,因此有必要在熔射成形过程中引入零件的三维尺寸和形貌的检测。在等离子熔射加工中,一般的接触式测量方法由于工作环境、测量速度以及检测系统复杂程度的限制,不适用于等离子熔射成形过程中的零件尺寸测量。投影栅相位法三维测量技术作为非接触式测量方法的一种,具有测量范围大、速度快、系统结构相对简单等特点,因此本文将傅立叶变换轮廓法（Fourier Transform Profilometry:FTP）用于等离子熔射成形过程中零件的三维形貌检测,目的是在该检测方法满足一定精度要求的前提下,应用于机器人成形加工过程的实时测控中,对成形过程工艺参数进行反馈修正,提高最终成形精度,对该技术走向实用化有着重要的意义。论文首先详细论述了投影栅相位法三维测量的相位调制和解调原理,及零件形状与所对应的相位之间的关系;从原理出发,对比分析了各种传统解相方法的特点,重点介绍了傅立叶变换轮廓法FTP,对其算法做了完整的数学描述,并且从模拟和实例两方面验证了FTP法在机器人成形加工中三维零件形貌检测技术的可行性。文中还对普遍采用的相位法测量系统结构进行了研究,总结分析了不同的测量系统结构,得出了不同的系统结构中统一的高度计算公式,从而简化了测量时的调整过程,建立了一套系统的标定方法。最后,本文提出了投影栅相位法测量系统的构架,并针对实物做了测量,结合实例给出了测量结果,并且提出了测量中的误差来源分析及改进措施,为后续研究打下基础。实践表明投影栅相位法能够在一定精度要求上应用于物体三维表面形状和尺寸的测量,为机器人等离子熔射成形技术走向实用化提供了一定的支持。
姜丛伟[7]（2006）在《等离子喷涂制造SOFC关键部件PEN的技术基础研究》文中研究表明在跨入二十一世纪之际,如何在有限资源和环保严格要求的制约下发展经济已成为全球最重要的战略话题。随着一次性能源,例如煤、石油等储量的日益减少和环境的日趋恶化,人们迫切希望获得一种高效率、低污染的能源。固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell, SOFC）是一种新型的发电方式,具有燃料的适应性强、燃料可以在电池内部重整、无须使用贵金属电极、积木性强、规模和安装地点灵活等一系列优点,因而成为燃料电池领域的研究热点。目前,SOFC商业化运行存在的主要问题是制造成本太高,功率与体积难兼顾。三合一电极PEN（Positive-Electrolyte-Negative）是SOFC的关键部件。等离子喷涂是一种高效、快速、低成本的制造方法,受到高度关注。因此,本文开展基于快速原型的等离子喷涂工艺制造立体复杂式SOFC关键部件PEN的研究,将对我国能源和可持续发展战略具有非常重要的社会意义与实际经济价值。围绕上述问题,本论文主要开展了以下几个方面的研究工作。结合快速原型制造技术,利用等离子喷涂工艺在制造大尺寸、复杂形状PEN上的技术优势,在探索研究一维平板式PEN制造工艺、电性能等的基础上,本文提出利用快速原型制造技术、等离子喷涂及机器人数字化成形相结合的方法制造了二维瓦楞式、三维MOLB式PEN,并分析了等离子熔射成形工艺参数对成形性的影响,对复合电极显微组织结构进行了表征与分析。利用SEM和XRD等分析手段对平板式PEN进行了研究,结果表明,等离子喷涂制造的PEN可以达到电解质层致密、电极多孔的结构要求,并且喷涂前后电极的化学成份未发生改变,说明等离子喷涂工艺适合制造SOFC三合一电极PEN。利用交流复阻抗技术分析了平板式PEN的电性能,结果表明,温度升高,总电阻、晶粒和晶界电阻都减小,电导率增大;同一极化电压下,温度升高,电阻减小,电导率增大,这些变化规律与经典的Arrhenius公式是一致的。与流延法相比,在相同的温度条件下,等离子喷涂工艺对减小复合电极的电阻更有利。对二维瓦楞式PEN进行了设计与研究,分析了等离子熔射成形工艺参数对成形性的影响;初步设计并制造了一种三维MOLB式PEN,其阳极、电解质和阴极的平均厚度分别为0.5㎜、20μm和180μm;对于复杂形状PEN的喷涂成形过程,必须选择合理的工艺参数、熔射路径以及相关的工艺条件,从而保证皮膜具有良好的成形性、电解质和电极涂层厚度分布具有较好的均匀性以及得到符合电极结构要求的孔隙率。
陈正江[8]（2006）在《电弧熔射成形法快速制造模具技术研究》文中研究表明国内外模具市场巨大,产品的快速更新已经成为在市场竞争中取胜的关键。电弧熔射成形提供了一种快速制造模具的新思路,其突出优点表现在:成本低、工艺简单、线材沉积效率高、表面复型性好,能大大缩短从模具试制到投入生产的时间。随着研究和应用的发展,这一技术必将在加工制造领域发挥其优势。 目前对电弧熔射成形的研究比较多,但熔射材料多集中在低熔点金属或者合金上,这种熔射模具耐磨性较差,使用寿命较短,与之相应,熔射工艺往往直接在原型或者用石膏型翻制的原型上进行。为了改善模具的使用性能,本文尝试熔射高熔点不锈钢材料,并采用陶瓷型翻制原型,很好地解决了熔射基体耐高温热冲击的问题。另外,对熔射成形制造模具过程中的一系列工艺问题均进行了探讨。本文所做的主要工作如下: 建立了熔射层温度场和应力场分析的有限元模型,全面考虑热传导、热对流和热辐射对熔射层和基体的影响,对熔射层和基体进行了热和结构的耦合分析,初步模拟了熔射层逐层叠加的生成过程,分别考察在三种不同的基体预热温度下熔射层的温度场分布,找出了熔射层的变形规律,与实验吻合较好,重点研究了应力场的分布情况,尤其对于容易发生失效的关键部位的应力变化趋势进行了详细的探讨。 对陶瓷型造型工艺过程,如:水解液配制、浆料配制、起模、喷烧和焙烧等进行了全面的研究,解释了陶瓷型造型中常见的工艺问题,最后,重点从三个方面:起模时间、催化剂加入量和加水量对陶瓷型尺寸精度进行了评价,结果表明,陶瓷型尺寸稳定,复映效果良好,这为后续熔射成形奠定了基础。 针对熔射高熔点不锈钢材料,考察熔射电流、雾化气体压力和熔射距离等工艺参数对熔融粒子状态的影响规律,并找到了各自较佳的工艺参数。对熔射成形快速制造模具的工艺过程,即:熔射模处理、熔射成形、背衬、脱模和后处理等逐一进行了探讨,最后,严格按照每一步的工艺规程,制作了饭盒的简易模具。 通过进一步深化对电弧熔射成形中的关键工艺的研究,并向开发较大型、复杂的模具过渡,可以预见,这种工艺方法将广泛应用在注塑模和冲压模上,并具有广阔的市场应用前景。
熊新红,张海鸥,王桂兰,文少波[9]（2005）在《等离子熔射快速制造摩托车护罩覆盖件硬模的研究》文中认为概述了快速制模技术的几种应用形式,介绍了等离子熔射快速制造金属硬模具的工艺方法,并试制了摩托车护罩覆盖件模具进行注射试验。试验结果表明,该方法制作的模具具有表面硬度高、质量好、工艺简单等特点,适用于汽车、摩托车行业的模具快速制造及新产品试制。
李少兵,张海鸥,王桂兰,陶长城,万贤毅[10]（2004）在《汽车车身覆盖件模具熔射快速制造技术研究》文中研究表明快速硬模制造技术因其制造周期短、成本低、精度高及寿命长等特点 ,在当前汽车产品个性化浪潮中越来越具有优势。论述了采用先进的等离子熔射快速模具制造新技术及CAD/CAE技术制造汽车零件拉伸模具的过程 ,并从实例角度介绍了LOM原型的制造技术。
二、等离子熔射法快速制作金属零件（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、等离子熔射法快速制作金属零件（论文提纲范文）
（1）高能束快速制造中计算机视觉技术应用的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题背景与研究的目的和意义 |
| 1.3 计算机视觉技术在等离子熔射射流形态检测中的应用 |
| 1.4 计算机视觉技术在高能束快速制造中的应用 |
| 1.5 计算机视觉技术在视觉定位测量技术中的应用 |
| 1.6 论文的主要内容 |
| 2 数字图像处理技术基础 |
| 2.1 基于CCD 传感器的图像获取和数字化表述 |
| 2.2 数字图像像素相关基本概念 |
| 2.3 数字图像处理技术 |
| 3 等离子熔射成形射流视觉检测技术 |
| 3.1 固/液相等离子熔射成形设备及其主要工艺参数 |
| 3.2 熔射射流形貌在线视觉监测系统 |
| 3.3 基于同二阶中心矩椭圆的射流特征值识别 |
| 4 快速制造与修复的视觉定位及形貌识别技术 |
| 4.1 视觉引导机器人快速制造与修复金属零件技术 |
| 4.2 目标点定位数学模型的建立 |
| 4.3 熔积层形貌识别及定位软件开发 |
| 4.4 熔积层定位实验结果及分析 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
（2）金属板件等离子体弧柔性成形技术的基础研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 板件柔性成形技术的研究现状 |
| 1.2.1 氧乙炔火焰成形及激光成形技术 |
| 1.2.2 等离子体弧柔性成形技术 |
| 1.3 课题的研究意义 |
| 1.4 目前研究存在的主要问题 |
| 1.5 课题研究目标及主要内容 |
| 2 等离子体弧柔性成形机理研究 |
| 2.1 等离子体弧技术概述 |
| 2.1.1 等离子体弧 |
| 2.1.2 等离子体弧的种类及应用 |
| 2.2 等离子体弧柔性成形的机理 |
| 2.2.1 温度梯度机理 |
| 2.2.2 屈曲机理 |
| 2.2.3 增厚机理 |
| 2.3 等离子体弧柔性成形的影响因素 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 等离子体弧柔性成形计算模型研究 |
| 3.1 数值分析方法及数值模型的简化 |
| 3.1.1 数值分析方法 |
| 3.1.2 数值模型的简化 |
| 3.2 等离子体弧柔性成形的数值模拟 |
| 3.2.1 柔性成形的模拟方法 |
| 3.2.2 单元类型的选择 |
| 3.2.3 网格划分 |
| 3.2.4 材料模型 |
| 3.3 等离子体弧柔性成形的温度场分析 |
| 3.3.1 等离子体弧柔性成形温度场的数值模型 |
| 3.3.2 移动热源的计算模型 |
| 3.3.3 初始及边界条件的处理 |
| 3.3.4 薄板三维温度场模型 |
| 3.3.5 温度场的数值模拟结果及分析 |
| 3.3.6 技术参数对温度场的影响 |
| 3.4 等离子体弧柔性成形的应力场分析 |
| 3.4.1 材料的弹塑性性质 |
| 3.4.2 热弹塑性问题理论分析 |
| 3.4.3 等离子体弧柔性成形的热弹塑性有限元分析 |
| 3.4.4 薄板位移场模型 |
| 3.4.5 应力应变场的数值模拟结果及分析 |
| 3.4.6 技术参数对应力应变场的影响 |
| 3.5 圆弧面仿真成形及弯曲半径计算 |
| 3.6 棱角效应分析 |
| 3.7 等离子体弧成形复杂曲面扫描路径及参数的确定 |
| 3.7.1 薄板变形量确定的理论基础 |
| 3.7.2 应变场的确定 |
| 3.7.3 扫描路径的确定 |
| 3.7.4 等离子体弧热参数的确定 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 等离子体弧柔性成形实验研究 |
| 4.1 等离子体弧柔性成形实验装置建立 |
| 4.2 板材弯曲的实验 |
| 4.2.1 正向弯曲和反向弯曲 |
| 4.2.2 弯曲过程实验研究 |
| 4.2.3 板材弯曲规律结果分析 |
| 4.3 连续性圆弧面弯曲成形实验研究 |
| 4.3.1 扫描位置对弯曲角度的影响 |
| 4.3.2 不同功率成形的圆弧件 |
| 4.3.3 预定半径圆弧面成形方法与扫描线间距的选取原则 |
| 4.3.4 等离子体弧柔性成形的棱角效应及影响 |
| 4.3.5 减少棱角效应的有效方法 |
| 4.4 典型零件柔性成形 |
| 4.4.1 典型三维曲面成形 |
| 4.4.2 曲面加工的数控程序 |
| 4.4.3 不同弯曲件的制作 |
| 4.5 金属板等离子体弧扫描区域的金相组织 |
| 4.5.1 金相分析试件制备 |
| 4.5.2 实验结果与分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 等离子体弧柔性成形结果及参数的预测 |
| 5.1 金属板件柔性成形的BP神经网络预测 |
| 5.1.1 BP神经网络预测模型构建 |
| 5.1.2 成形结果的预测 |
| 5.1.3 成形参数的预测 |
| 5.2 时序综合分析预测柔性成形的弯曲角度 |
| 5.2.1 灰色建模方法 |
| 5.2.2 ARMA模型 |
| 5.2.3 模型预测 |
| 5.2.4 实例分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 创新点摘要 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文情况 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| 致谢 |
（3）熔射成形骤冷熔滴生长特性基础研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 1 绪论 |
| 1.1 熔射成形技术的研究现状 |
| 1.1.1 电弧熔射成形 |
| 1.1.2 等离子熔射成形 |
| 1.1.3 熔射成形中骤冷熔滴生长特性研究现状 |
| 1.1.3.1 骤冷熔滴的扁平化研究 |
| 1.1.3.2 基于骤冷熔滴的涂层生长研究 |
| 1.1.3.3 骤冷熔滴热应力和涂层温度场研究 |
| 1.1.3.4 熔射参数与骤冷熔滴、涂层特性间的关系建模与预测 |
| 1.2 课题来源和研究意义 |
| 1.2.1 本课题来源 |
| 1.2.2 本课题研究意义 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 2 骤冷熔滴的扁平模拟 |
| 2.1 熔滴扁平过程中的控制方程 |
| 2.1.1 质量守恒和连续性方程 |
| 2.1.2 动量守恒与运动方程 |
| 2.1.3 能量守恒与能量方程 |
| 2.2 熔滴扁平过程中追踪自由表面的体积分数法 |
| 2.3 熔射成形工艺中熔滴扁平过程的流动状态 |
| 2.4 熔滴扁平过程的数值模拟 |
| 2.4.1 熔滴扁平过程的物理模型 |
| 2.4.2 低速大尺寸锡熔滴的扁平过程模拟验证 |
| 2.4.3 不锈钢熔滴的扁平过程模拟 |
| 2.4.3.1 不锈钢熔滴扁平过程中的接触压力和流动状态 |
| 2.4.3.2 不锈钢熔滴扁平过程中主要影响因素分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于熔滴多维统计特征的涂层微观结构模拟 |
| 3.1 熔滴的多维统计特征 |
| 3.2 依据显微照片反映的形状特点生成数字化熔滴薄片 |
| 3.3 熔滴在基体上的堆积 |
| 3.4 模拟结果及分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 熔滴薄片热应力及涂层温度场计算 |
| 4.1 熔滴薄片和涂层凝固冷却的控制方程 |
| 4.1.1 热传递控制方程 |
| 4.1.2 边界条件 |
| 4.1.3 热传递控制方程的有限元解法 |
| 4.1.4 热应力控制方程 |
| 4.2 单个熔滴薄片凝固冷却的温度场和热应力模拟计算 |
| 4.2.1 数学模型和物性参数 |
| 4.2.2 温度场模拟结果及分析 |
| 4.2.3 热应力模拟结果及分析 |
| 4.3 基于金相照片的增层模型涂层温度场模拟 |
| 4.3.1 基于金相照片的增层模型 |
| 4.3.2 温度场计算模型 |
| 4.3.3 温度场计算结果及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于支持向量机的熔射成形涂层质量建模与预测 |
| 5.1 支持向量机理论 |
| 5.1.1 机器学习的一般方法 |
| 5.1.2 支持向量机的基本思想 |
| 5.1.3 基于支持向量机的函数回归估计 |
| 5.2 熔滴温度、速度和涂层孔隙率、显微硬度的实验检测 |
| 5.2.1 熔滴温度和速度的在线检测技术 |
| 5.2.2 涂层孔隙率和显微硬度的测量 |
| 5.2.3 熔滴温度、速度及涂层孔隙率、显微硬度的检测结果 |
| 5.3 熔射参数与熔滴温度、速度关系的建模与预测 |
| 5.3.1 留一法校验 |
| 5.3.2 熔射参数与熔滴温度、速度关系的建模与预测 |
| 5.3.2.1 熔射参数与熔滴温度关系的预测 |
| 5.3.2.2 熔射参数与熔滴速度关系的预测 |
| 5.4 熔射参数与涂层孔隙率和显微硬度关系的建模与预测 |
| 5.4.1 留一法校验 |
| 5.4.2 熔射参数与涂层孔隙率和显微硬度的关系建模与预测 |
| 5.4.2.1 熔射参数与涂层孔隙率关系的预测 |
| 5.4.2.2 熔射参数与涂层显微硬度关系的预测 |
| 5.5 熔射参数、熔滴温度、速度与涂层孔隙率、显微硬度关系的建模与预测 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 创新点摘要 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）等离子熔射成形数值模拟系统的设计与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源、目的和意义 |
| 1.2 等离子熔射成形及其数值模拟的发展概况 |
| 1.3 熔射成形数值模拟用参数分析 |
| 1.4 本文的研究内容 |
| 2 数学模型 |
| 2.1 等离子射流数学模型 |
| 2.2 粉末粒子飞行数学模型 |
| 2.3 粒子分布统计模型 |
| 2.4 皮膜温度场数学模型 |
| 3 系统设计和编程实现 |
| 3.1 系统设计 |
| 3.2 算法设计 |
| 3.3 系统实现 |
| 4 计算实例及分析 |
| 4.1 射流与粒子飞行计算 |
| 4.2 粒子分布统计计算 |
| 4.3 皮膜温度计算 |
| 4.4 应用实例 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1（攻读学位期间发表论文目录） |
| 附录2（2004-01-15.PREM 文件） |
（5）等离子成形加工复合机床开放式数控系统软件开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题的目的和意义 |
| 1.3 相关领域国内外发展现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 2 等离子成形加工复合机床开放式数控系统 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 等离子成形加工复合机床 |
| 2.3 智能运动控制卡 |
| 2.4 等离子成形加工复合机床开放式数控系统软件总体设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 NC 代码程序编译与执行 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 NC 代码简介 |
| 3.3 NC 代码程序的编译 |
| 3.4 NC 代码程序的执行 |
| 3.5 NC 代码程序编译执行类的实现 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 刀具补偿和间隙补偿的实现 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 刀具补偿实现原理 |
| 4.3 刀具加工的过切判断 |
| 4.4 反向间隙补偿的实现 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 等离子成形加工工艺实践 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 等离子熔积成形工艺参数数据库建立 |
| 5.3 熔积成形拐点堆积问题研究 |
| 5.4 等离子多层熔积成形层数问题研究 |
| 5.5 铣削刀具数据库的建立 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 开放式数控系统软件技术展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
（6）机器人成形加工可视化系统三维形貌检测技术基础（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题的目的和意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 2 投影栅相位法测量原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 相位法测量的基本原理 |
| 2.3 相位的求解方法 |
| 2.4 解相技术模拟计算实例 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 系统标定方法的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 系统约束条件标定 |
| 3.3 高度Z 标定 |
| 3.4 （X，Y）标定 |
| 3.5 小结 |
| 4 投影栅相位法三维检测技术的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验装置及结果 |
| 4.3 实验数据分析 |
| 4.4 误差来源分析及改进措施 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读学位期间发表论文目录 |
（7）等离子喷涂制造SOFC关键部件PEN的技术基础研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题目的和意义 |
| 1.3 相关领域的研究现状 |
| 1.4 SOFC 的关键材料 |
| 1.5 SOFC 关键部件制作技术 |
| 1.6 本文的研究内容 |
| 2 等离子喷涂技术基础 |
| 2.1 等离子体与等离子弧简介 |
| 2.2 等离子喷涂的基本原理及其特点 |
| 2.3 等离子喷涂装置 |
| 2.4 等离子喷涂用粉末及气体 |
| 2.5 等离子喷涂参数及其在新材料制备成形中的应用 |
| 2.6 等离子喷涂在SOFC 中的应用 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 平板式SOFC 关键部件PEN 的研制及性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 等离子喷涂制造平板式SOFC 三合一电极PEN |
| 3.3 平板式SOFC 三合一电极PEN 性能研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 瓦楞式SOFC 关键部件PEN 的研制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 等离子喷涂制造瓦楞式SOFC 三合一电极PEN |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 MOLB 式SOFC 关键部件PEN 的研制初探 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
（8）电弧熔射成形法快速制造模具技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 工程应用背景 |
| 1.2 本文研究的目的和意义 |
| 1.3 国内外研究进展 |
| 1.3.1 快速成形或制造技术 |
| 1.3.2 快速模具制造技术 |
| 1.3.3 电弧熔射成形快速制造模具技术 |
| 1.4 本文研究的思路 |
| 1.5 本文研究的主要内容 |
| 2 电弧熔射成形技术概述 |
| 2.1 电弧熔射原理 |
| 2.2 电弧熔射成形快速制模的优越性 |
| 2.3 电弧熔射成形快速制模过程简述 |
| 2.4 电弧熔射成形中的关键工艺问题 |
| 3 电弧熔射层的数值模拟 |
| 3.1 有限单元法简介 |
| 3.2 电弧熔射成形温度场数值模拟的基础理论 |
| 3.3 电弧熔射成形应力场数值模拟的基础理论 |
| 3.3.1 热应力和热弹性的基本概念和方程 |
| 3.3.2 热应力问题的有限元理论 |
| 3.4 有限元控制方程及数学模型 |
| 3.4.1 有限元控制方程 |
| 3.4.2 数值模拟中的几点说明 |
| 3.4.3 实验条件和数学模型 |
| 3.5 运用ANSYS软件对熔射层进行有限元数值模拟 |
| 3.5.1 分析方法介绍 |
| 3.5.2 前处理 |
| 3.5.3 求解 |
| 3.6 结果分析 |
| 3.6.1 基体没有预热 |
| 3.6.2 基体预热到200℃ |
| 3.6.3 基体预热到100℃ |
| 3.7 本章小结 |
| 4 陶瓷型过渡工艺过程研究 |
| 4.1 陶瓷型作为过渡模型的优点 |
| 4.2 陶瓷型制作工艺研究 |
| 4.2.1 各原料介绍 |
| 4.2.2 硅酸乙酯水解液配方研究 |
| 4.2.3 陶瓷浆料的配制工艺 |
| 4.2.4 陶瓷型表面喷烧 |
| 4.2.5 陶瓷型焙烧 |
| 4.3 陶瓷型常见问题及原因分析 |
| 4.3.1 陶瓷型表面出现裂纹 |
| 4.3.2 陶瓷型表面起皮 |
| 4.3.3 脱模造成陶瓷型损坏 |
| 4.4 陶瓷型尺寸精度评价 |
| 4.4.1 起模时间对尺寸精度的影响 |
| 4.4.2 MgO加入量对尺寸精度的影响 |
| 4.4.3 加水量对尺寸精度的影响 |
| 4.4.4 其它因素对尺寸精度的影响 |
| 4.4.5 实验中典型件的制作 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 电弧熔射成形工艺研究 |
| 5.1 电弧熔射制模法原理图 |
| 5.2 熔射实验设备 |
| 5.3 电弧熔射工艺参数选择 |
| 5.3.1 熔射电流对粒子状态的影响 |
| 5.3.2 空气压力对粒子状态的影响 |
| 5.3.3 熔射距离对粒子状态的影响 |
| 5.4 电弧熔射快速制模工艺过程研究 |
| 5.4.1 电弧熔射快速制模工艺流程 |
| 5.4.2 熔射模来源 |
| 5.4.3 熔射模表面处理 |
| 5.4.4 熔射成形 |
| 5.4.5 背衬工序 |
| 5.4.6 脱模 |
| 5.4.7 后处理 |
| 5.5 熔射制模实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
| 大连理工大学学位论文版权使用授权书 |
（9）等离子熔射快速制造摩托车护罩覆盖件硬模的研究（论文提纲范文）
| 1 快速模具制造技术 |
| (1) 用快速成形机制作的工件直接制作模具。 |
| (2) 用快速成形件作母模, 复制软模具。 |
| (3) 用快速成形件作母模, 复制硬模具。 |
| 2 制造工艺 |
| 2.1 覆盖件模型的数字化 |
| 2.2 覆盖件模具的设计 |
| 2.3 耐高温覆盖件原型的熔射 |
| 2.4 覆盖件模具的制作 |
| 2.5 覆盖件模具的评定 |
| 3 注射实验 |
| 4 结论 |
四、等离子熔射法快速制作金属零件（论文参考文献）
- [1]高能束快速制造中计算机视觉技术应用的研究[D]. 于洋. 华中科技大学, 2011(07)
- [2]金属板件等离子体弧柔性成形技术的基础研究[D]. 武文斌. 大连理工大学, 2008(08)
- [3]熔射成形骤冷熔滴生长特性基础研究[D]. 曾好平. 大连理工大学, 2007(03)
- [4]等离子熔射成形数值模拟系统的设计与研究[D]. 伍炜. 华中科技大学, 2007(05)
- [5]等离子成形加工复合机床开放式数控系统软件开发[D]. 刘权. 华中科技大学, 2007(06)
- [6]机器人成形加工可视化系统三维形貌检测技术基础[D]. 胡勇. 华中科技大学, 2006(03)
- [7]等离子喷涂制造SOFC关键部件PEN的技术基础研究[D]. 姜丛伟. 华中科技大学, 2006(03)
- [8]电弧熔射成形法快速制造模具技术研究[D]. 陈正江. 大连理工大学, 2006(04)
- [9]等离子熔射快速制造摩托车护罩覆盖件硬模的研究[J]. 熊新红,张海鸥,王桂兰,文少波. 电加工与模具, 2005(04)
- [10]汽车车身覆盖件模具熔射快速制造技术研究[J]. 李少兵,张海鸥,王桂兰,陶长城,万贤毅. 电加工与模具, 2004(02)