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拉压复合应力状态下的连续碳纤维复合材料3D打印路径规划
1
作者 李志杰 邓犇 +4 位作者 彭芳瑜 闫澳迪 易家乐 沈金国 唐小卫 《现代制造工程》 北大核心 2026年第1期25-31,共7页
连续碳纤维复合材料具有高轴向强度、高模量以及各向异性的特点,为充分发挥纤维在轴向上对成形件的增强效果,同时结合3D打印技术能够成形任意复杂模型的优势,提出了基于应力适应的曲面层优化及路径规划方法,并针对拉压复合应力状态下的... 连续碳纤维复合材料具有高轴向强度、高模量以及各向异性的特点,为充分发挥纤维在轴向上对成形件的增强效果,同时结合3D打印技术能够成形任意复杂模型的优势,提出了基于应力适应的曲面层优化及路径规划方法,并针对拉压复合应力状态下的工况进行了研究。同时,对规划纤维路径进行优化处理以提高连续性及可制造性,并考虑共挤出工艺,实现三轴打印机变厚曲面切片打印。通过3D打印性能增强实验验证,所提方法相比传统路径规划方法最大载荷和压缩刚度分别至少提升了26.89%和51.45%,具有明显增强效果。 展开更多
关键词 3D打印 连续纤维 应力适应 路径规划 曲面打印 共挤出打印
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3D打印钛笼裁剪模型在颈前路椎体次全切减压植骨融合中的应用 被引量：1
2
作者 贾迎奥 高士涛 王飞 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第3期604-611,共8页
背景:颈前路椎体次全切减压植骨融合作为一种经颈前路治疗脊髓型颈椎病的主流手术技术,具有诸多优点,然而由于该手术的高度危险性以及颈椎解剖结构的特殊性,对术者也是一种挑战。3D打印技术的逐渐成熟及在医学领域范围的不断发展应用,... 背景:颈前路椎体次全切减压植骨融合作为一种经颈前路治疗脊髓型颈椎病的主流手术技术,具有诸多优点,然而由于该手术的高度危险性以及颈椎解剖结构的特殊性,对术者也是一种挑战。3D打印技术的逐渐成熟及在医学领域范围的不断发展应用,现已可以提供更加完美的个性化治疗。目的:探讨3D打印钛笼裁剪模型在颈前路椎体次全切减压植骨融合过程中的疗效。方法:回顾性分析2021年4月至2023年4月延安大学附属医院脊柱外科收治的行颈前路椎体次全切减压植骨融合术57例患者的病历资料,根据术中是否使用3D打印钛笼裁剪模型分为2组:传统钛笼植骨组(对照组)30例,3D打印钛笼模型组(观察组)27例。记录并对比两组患者一般资料、术中出血量、术中C型臂X射线机透视次数、手术时间,以及术前和术后3 d、6个月时在颈椎侧位X射线片上测量手术节段椎体间前缘高度(H1)、椎体间后缘高度(H2)、C_(2)-C_(7) Cobb角;采用术后3 d、6个月时椎体前后缘高度的下降距离评估钛笼的沉降程度,采用疼痛目测类比评分评价颈部疼痛,以日本骨科协会颈脊髓功能评分评价神经功能。结果与结论:①随访至少6个月;②观察组术中出血量、透视次数少于对照组(P<0.05),手术时间显著短于对照组(P<0.05);③两组患者术前、术后3 d、术后6个月C_(2)-C_(7) Cobb角、目测类比评分、日本骨科协会颈脊髓功能评分及手术节段椎体前缘高度(H1)、手术节段椎体后缘高度(H2)比较差异均无显著性意义(P>0.05);④观察组术后6个月手术节段椎体前后缘发生严重沉降(H1或H2沉降≥3 mm)有5例,严重沉降率为19%;对照组有7例,严重沉降率为23%,两组之间差异无显著性意义(P>0.05);⑤末次随访时两组患者手术节段均获得骨性融合,两组在植骨融合率方面差异无显著性意义(P>0.05);⑥结果表明,在颈前路椎体次全切减压植骨融合术中应用3D打印钛笼裁剪模型与传统手术具有相同的临床效果,但前者可以有效减少术中C型臂X射线机透视次数、出血量及手术时间,在术中钛笼的修剪置入方面具有独特的优势。 展开更多
关键词 3D打印钛笼 颈前路 椎体次全切 减压植骨融合 疗效分析 骨科植入物
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基于线激光3D相机视觉引导客车踏板自动化焊接系统研究
3
作者 孙超 费大奎 +4 位作者 李荣 王子然 尤勇 刘厚涛 谷森 《电焊机》 2026年第2期48-55,共8页
目前国内客车踏板焊接以人工为主,自动化程度低,研发面向客车踏板自动化焊接系统,实现客车踏板的智能制造具有实际意义。基于直射式激光三角测量法原理设计线激光3D相机,提出一种优化Steger光条中心算法提取激光中心线,完成3D相机的内... 目前国内客车踏板焊接以人工为主,自动化程度低,研发面向客车踏板自动化焊接系统,实现客车踏板的智能制造具有实际意义。基于直射式激光三角测量法原理设计线激光3D相机,提出一种优化Steger光条中心算法提取激光中心线,完成3D相机的内参、畸变参数及激光平面参数标定,并采用标准陶瓷球规仪验证其扫描精度。搭建由自研线激光3D相机、ABB机械手、焊接电源及焊枪组成的自动化焊接系统,完成手眼标定,设计包含包含点云处理、轮廓角点提取、焊缝坐标匹配及焊接姿态规划的客车踏板焊缝路径规划方法。最终对客车踏板实物进行自动化焊接试验,并通过电磁无损探伤评价焊缝质量。优化Steger算法的激光中心线提取时间为0.6 s,优于传统算法的1.3 s;自研3D相机扫描精度达0.2 mm,球面度与空间距离测量最大误差分别为0.319 5 mm、0.325 7 mm;所搭建系统的客车踏板焊接成功率达87.5%,焊缝成形良好。研究表明,该自动化焊接系统可实现客车踏板的自动化焊接,满足企业生产要求,为同类构件的自动化焊接提供了技术参考。 展开更多
关键词 客车踏板 线激光3D相机 自动化焊接 视觉引导 焊缝路径规划
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基于3D LiDAR的郁闭果园导航方法研究
4
作者 张智刚 鲍开元 +3 位作者 张闻宇 丁凡 童宗易 周富康 《华南农业大学学报》 北大核心 2025年第5期707-718,共12页
【目的】解决郁闭果园环境下果树纵向间距大,全球卫星导航系统(Global navigation satellite system,GNSS)信号不可用的问题。【方法】以轮式喷雾机器人为研究平台、郁闭芒果园为试验环境,提出一种基于三维激光雷达(Three-dimensional l... 【目的】解决郁闭果园环境下果树纵向间距大,全球卫星导航系统(Global navigation satellite system,GNSS)信号不可用的问题。【方法】以轮式喷雾机器人为研究平台、郁闭芒果园为试验环境,提出一种基于三维激光雷达(Three-dimensional light detection and ranging, 3D LiDAR)的导航方法。在激光点云数据预处理方面,首先校正激光雷达安装误差,使用姿态与航向参考系统(Attitude and heading reference system, AHRS)对3D LiDAR获得的点云位置进行地形补偿,用“布料”滤波算法(Cloth simulation filter, CSF)去除地面点云数据,基于点云欧式距离的改进统计滤波方法,既去除了噪声点云又保留了较远距离果树点云。基于3D LiDAR点云扫描特点和三角形不等式条件,设计一种带有聚类体心约束的自适应距离阈值计算方法,将获得的体心位置投影到导航坐标系X-Y平面,获得树干点云的聚类体心位置。应用牛顿插值法(Newton’s interpolation, NIL)对体心位置数据进行插值,插值完成后使用随机采样一致性算法(Random sample consensus, RANSAC)进行导航路径拟合,即NIL-RANSAC。采用最小二乘法(Least squares method, LSM)和RANSAC验证导航路径提取的准确性和可靠性,直接获取导航路径进行对比试验。采用线性二次型调节器(Linear quadratic regulator, LQR)进行路径跟踪控制。【结果】CSF在郁闭果园环境中可有效去除杂草和凹凸不平的地面点云,平均处理时间仅为0.03 s。在15 m范围内自适应距离阈值欧式聚类成功率可达95%以上。LQR实现了路径跟踪控制,NIL-RANSAC、RANSAC和LSM最大横向偏差分别为0.26、0.32和0.42 m,NIL-RANSAC的标准差最小,仅为0.09 m。NILRANSAC路径拟合方法的导航精度优于RANSAC和LSM,完整导航算法的平均耗时小于100 ms。【结论】NILRANSAC方法能够满足郁闭果园下环境导航的精确性和实时性要求,可为果园地面装备自主导航提供参考。 展开更多
关键词 郁闭果园 3D LiDAR 欧式距离 聚类 导航路径
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基于二值化3D-SINR地图的蜂窝连接无人机路径规划 被引量：2
5
作者 杨艳华 刘明智 陈洋 《控制与决策》 北大核心 2025年第4期1402-1408,共7页
随着个性化无线通信的增长,蜂窝连接无人机逐渐成为快速构建无线通信网络的重要手段.由于城区复杂环境对无线通信的影响,无人机如何获得最佳的飞行路径面临着巨大的挑战.现有方法在评估无人机路径的通信性能时通常依赖于飞行高度固定的... 随着个性化无线通信的增长,蜂窝连接无人机逐渐成为快速构建无线通信网络的重要手段.由于城区复杂环境对无线通信的影响,无人机如何获得最佳的飞行路径面临着巨大的挑战.现有方法在评估无人机路径的通信性能时通常依赖于飞行高度固定的二维视距(LOS)概率模型.考虑无人机可以通过调节飞行高度以改善通信质量,提出三维视距概率模型,从而构建信号干扰噪声比(SINR)的三维地图,并基于通信质量阈值判别,获得二值化3D-SINR地图.然后,基于该地图,以无线通信连接中断率、连接中断持续时间、服务基站切换次数为通信质量评估指标,建立无人机三维路径规划模型.最后,采用改进的启发式方法求解无人机飞行路径.仿真实验展示了城区通信场景下生成三维SINR地图的良好效果.基于该地图求得的无人机飞行路径与现有方法相比,拥有更好的通信连接质量和更小的路径长度. 展开更多
关键词 无人机通信 蜂窝网络 路径规划 三维SINR地图
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基于多轴3D打印的三维自支撑桁架结构优化方法
6
作者 叶俊 肖志斌 +5 位作者 林晓阳 全冠 王震 王跃达 何江飞 赵阳 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第7期1333-1343,共11页
三轴优化方法在3D打印角度和材料效率方面存在局限性,造成材料浪费,为此提出基于多轴3D打印的两步优化方法.将设计域划分成若干分区,优化求解各分区的局部打印方向,使结构尽可能被打印.当可打印性指标低于设定阈值时,同时优化结构力学... 三轴优化方法在3D打印角度和材料效率方面存在局限性,造成材料浪费,为此提出基于多轴3D打印的两步优化方法.将设计域划分成若干分区,优化求解各分区的局部打印方向,使结构尽可能被打印.当可打印性指标低于设定阈值时,同时优化结构力学性能和局部打印方向来规划打印路径,使结构的可打印性提升.设置多个算例,验证所提方法的有效性.结果表明,相比传统的三轴打印算法,所提方法能够充分利用多轴3D打印的灵活性,使材料体积增加更少,打印结构设计结果更优,结构的可打印性得到有效提升. 展开更多
关键词 多轴3D打印 结构优化 自支撑结构 打印路径规划 可打印性指标
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低空经济现代化发展的路径优化研究——基于3D无人飞行的视角 被引量：15
7
作者 乔莉 霍达 +1 位作者 顾雯嘉 李彦锋 《科学管理研究》 北大核心 2025年第2期29-38,共10页
加快落实低空经济战略部署将为进一步优化新质生产力布局、推动构建高效畅通的现代流通体系形成深厚的场景基础。该研究以跨境电商综试区为例,围绕城市空间地理与绿色发展特征构建三维无人机路径规划模型,对“昆明→杭州→西安→北京”... 加快落实低空经济战略部署将为进一步优化新质生产力布局、推动构建高效畅通的现代流通体系形成深厚的场景基础。该研究以跨境电商综试区为例,围绕城市空间地理与绿色发展特征构建三维无人机路径规划模型,对“昆明→杭州→西安→北京”多目标下的低空经济升级路径开展规划研究。该结合蚁群优化(ACO)、A∗(Astar)、快速扩展随机树(RRT)算法对不同执飞环境下的无人机低空航线选择进行优化求解,形成如下三类策略情境:①基于城市海拔高度的路径规划,ACO、A∗和RRT算法生成路径分别对应常态化配送、靶向定投和综合性服务的现实流通场景;②基于城市最高气温的路径规划,ACO和A∗算法结果强调配送场景的精细化建设,RRT生成路径体现出流通场景转移下的城市发展呼吸协同;③基于城市碳排放水平的路径规划,ACO和A∗算法生成路径强调对高碳地区的特定性回避,RRT算法目标倾向于全局绿色最优的实现。该研究总体为推动低空经济路径升级和创新性构造高质量发展界面提供了丰富的决策参考,同时为加速推进中国式流通现代化以服务和融入新发展格局形成有益的情境支持。 展开更多
关键词 低空经济 绿色经济 新质生产力规划 中国式流通现代化 多目标三维无人机路径规划
原文传递
不同交叠路径3D打印钢纤维增强水泥基材料的抗压性能
8
作者 廖维张 黄嘉俊 +1 位作者 阚效禹 袁婉莹 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第5期110-117,共8页
3D打印混凝土具有灵活、低碳、快速、无模板施工的优势,但界面黏结问题可能导致打印层结合不紧密,影响强度。交叠打印路径可减少该缺陷并增强层间黏结,提高抗压强度。对于钢纤维增强水泥基材料,钢纤维的分布方向易受打印路径的影响,交... 3D打印混凝土具有灵活、低碳、快速、无模板施工的优势,但界面黏结问题可能导致打印层结合不紧密,影响强度。交叠打印路径可减少该缺陷并增强层间黏结,提高抗压强度。对于钢纤维增强水泥基材料,钢纤维的分布方向易受打印路径的影响,交叠路径下的3D打印钢纤维增强水泥基材料的抗压强度研究尚不充分。采用平行路径和螺旋交叠路径两种3D打印方式,通过改变荷载与路径方向的夹角和螺旋交叠角制作钢纤维增强水泥基立方体试块,探究上述参数对其抗压强度的影响规律。结果表明:在X-Y平面内,平行路径抗压强度随荷载方向与路径方向夹角的变化先增后降,但均小于现浇试件;在X-Y平面内,当纤维的分布方向与加载方向平行时,抗压强度最大(X方向),当纤维的分布方向与加载方向垂直时,抗压强度最小(Y方向);30°、90°螺旋交叠路径在X、Y、Z方向的抗压强度明显高于平行路径;相比平行打印,螺旋交叠结构减小了力学各向异性;螺旋交叠的打印方式可作为提升构件抗压强度的有效措施。 展开更多
关键词 3D打印 钢纤维增强水泥基材料 抗压强度 路径方向 螺旋交叠结构
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空间路径复合3D打印结构与力学性能研究 被引量：1
9
作者 黄志勇 戴宁 +2 位作者 李烨华 安新 崔艳超 《机械设计与制造工程》 2025年第3期21-26,共6页
针对3D打印层间方向力学性能较弱的问题,设计了一种空间路径复合3D打印结构,通过平面路径与空间路径的编织结构,提升了3D打印结构件的力学性能。为实现传统3D打印机构打印空间路径,基于机械臂3D打印工艺,通过截平面法生成多种填充角度... 针对3D打印层间方向力学性能较弱的问题,设计了一种空间路径复合3D打印结构,通过平面路径与空间路径的编织结构,提升了3D打印结构件的力学性能。为实现传统3D打印机构打印空间路径,基于机械臂3D打印工艺,通过截平面法生成多种填充角度的空间连续打印路径,并规划空间打印路径的喷头姿态,实现了空间路径复合3D打印结构的一体化制造。通过建立空间路径复合3D打印结构的本构及有限元分析模型与压缩试验,对空间路径填充角度对其抗压性能的影响进行了分析。结果表明,空间路径填充角度为90°和±45°的空间复合路径结构的比屈服载荷比无空间复合路径结构的试件分别提升了42.9%和16.5%,空间路径复合3D打印结构可以提升结构件的压缩性能,为提升3D打印结构件力学性能提供了新的思路。 展开更多
关键词 3D打印 机械臂3D打印 空间连续路径 截平面法
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3D打印层路径实现的稀疏扫描线填充算法
10
作者 谷明辉 王孟飞 +1 位作者 郭小锋 朱从云 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第12期116-119,共4页
在3D打印的层路径实现中,轮廓多边形扫描填充是核心技术之一。根据3D打印的应用特点,提出一种稀疏线多边形扫描填充算法。首先为保证运算稳定和运算效率,整型变换层轮廓浮点数据;再根据切片文件数据分辨率和3D打印工艺流程,构造“边”... 在3D打印的层路径实现中,轮廓多边形扫描填充是核心技术之一。根据3D打印的应用特点,提出一种稀疏线多边形扫描填充算法。首先为保证运算稳定和运算效率,整型变换层轮廓浮点数据;再根据切片文件数据分辨率和3D打印工艺流程,构造“边”数据结构;用稀疏扫描线扫描多边形,处理每根扫描线:插入“新边表”、更新“新边”Xi;删除下一稀疏扫描线非“活性边”和更新剩余“活性边”Xi。经实验验证,新算法满足3D打印数据处理所需:能适应3D打印的浮点数据和稀疏线扫描;解决了扫描线不通过多边形顶点和相邻稀疏扫描线跨边等问题;与以往方法相比,增加了运算效率。 展开更多
关键词 3D打印 扫描填充 层路径实现 稀疏扫描线
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手机中框类工件的五轴3D点胶机开发 被引量：1
11
作者 魏志丽 唐文艳 +4 位作者 米宏润 伍星 梅文宝 侯梦华 吕文阁 《机床与液压》 北大核心 2025年第4期230-235,共6页
针对手机中框类工件的点胶需求及其板状结构特点,设计五轴3D点胶机。建立基于工业相机的3D视觉系统,采用视觉方法标定相机的旋转轴,利用L-M算法对旋转轴位姿解进行全局优化,矫正径向畸变;使用OpenMVS软件实现工件特征点提取与匹配、相... 针对手机中框类工件的点胶需求及其板状结构特点,设计五轴3D点胶机。建立基于工业相机的3D视觉系统,采用视觉方法标定相机的旋转轴,利用L-M算法对旋转轴位姿解进行全局优化,矫正径向畸变;使用OpenMVS软件实现工件特征点提取与匹配、相机姿态定位、稀疏点云重建和稠密点云重建等功能,对点云数据进行滤波等预处理,将其投影到水平面并提取边缘轮廓,对边缘轮廓点集进行法线方向的偏移;获得水平面上2D点胶路径的投影,将这些投影点坐标映射回原始三维点云中,得到三维点胶路径上每个点的法向量,确定以(X,Y,Z,B,C)形式的五轴点胶路径。该系统能够精确控制点胶头与工件间距离,并根据当前点法向量调整点胶头方向。点胶机构喷射胶滴直径最小可达0.125 mm,完全满足对该类工件的点胶需求,已在现场应用。 展开更多
关键词 五轴3D点胶机 标定 径向畸变 点云 点胶路径
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基于主应力分布的CFR-PEEK下颌骨内植物3D打印路径规划
12
作者 徐俊猛 贾儒 +1 位作者 蒋厚峰 乌日开西·艾依提 《工程塑料应用》 北大核心 2025年第11期98-105,共8页
下颌骨缺损作为口腔颌面外科的常见病症,在临床中经常发生,而下颌骨缺损内植物的力学性能直接影响临床修复效果。为突破传统内植物力学性能不足的瓶颈,采用有限元分析的方法分析提取了切牙咬合(INC)方式下切牙部分对应的最大主应力,并... 下颌骨缺损作为口腔颌面外科的常见病症,在临床中经常发生,而下颌骨缺损内植物的力学性能直接影响临床修复效果。为突破传统内植物力学性能不足的瓶颈,采用有限元分析的方法分析提取了切牙咬合(INC)方式下切牙部分对应的最大主应力,并按照最大主应力的方向规划了3D打印碳纤维增强聚醚醚酮复合材料(CFR-PEEK)下颌骨缺损内植物的打印路径,同时,将该路径规划打印的样品与采用常规90°,45°,0°路径打印的对照组样品进行对比,通过力学试验与有限元模拟进行双重验证。结果显示,路径规划组压缩试样的抗压强度比常规打印路径组(90°,45°,0°)分别提升25%,40%,75%,力学性能提升效果显著。所有试样在达到承受载荷极限之后均于底部发生层间撕裂,这一现象与有限元分析中试样应力集中的位置完全吻合,通过扫描电子显微镜观测到常规路径打印的试样断裂表面孔隙数量较多,碳纤维脱落严重。研究结果表明按照最大主应力方向规划路径打印内植物的方法可以有效提高内植物在人体中承受的力学性能,为3D打印骨缺损内植物提供了一个新思路。 展开更多
关键词 3D打印 下颌骨缺损 路径规划 碳纤维增强聚醚醚酮 有限元分析 力学性能
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3D打印连续碳纤维复合材料拉伸力学性能试验研究
13
作者 王新玉 刘天瑞 +2 位作者 吕昕泽 汪干生 岳健广 《机械工程学报》 北大核心 2025年第11期396-405,共10页
打印路径和纤维含量对3D打印连续碳纤维(3D printed continuous carbon fiber,3DPCCF)复合材料的力学性能影响显著。考虑了沿拉伸方向相邻层平行打印(记为0°/0°)、正交打印(记为0°/90°)、沿与拉伸方向夹角45°... 打印路径和纤维含量对3D打印连续碳纤维(3D printed continuous carbon fiber,3DPCCF)复合材料的力学性能影响显著。考虑了沿拉伸方向相邻层平行打印(记为0°/0°)、正交打印(记为0°/90°)、沿与拉伸方向夹角45°方向相邻层正交打印(记为45°/135°)三种打印路径和四种碳纤维体积含量(0%、7.6%、15.1%和22.7%),共进行32个试件的轴向拉伸试验,分析了打印路径和碳纤维体积含量对3D打印连续碳纤维复合材料破坏机理和力学性能的影响规律。试验结果表明:0°/0°与0°/90°组试件几乎没有塑性变形,主要呈现纤维拉断的破坏形态;45°/135°组试件有较大的塑性变形,主要呈现层间粘结失效的破坏形态。试验测得0°/0°组试件抗拉强度和弹性模量最大,0°/90°和45°/135°组试件抗拉强度和弹性模量则依次降低。随着碳纤维体积含量的增加,各组试件的抗拉强度和弹性模量均近似线性增加。最后,建立了3D打印连续碳纤维复合材料与连续碳纤维和基体材料抗拉强度及弹性模量之间的关系表达式,为3D打印连续碳纤维复合材料的工程应用提供了设计参考。 展开更多
关键词 连续碳纤维复合材料 3D打印 拉伸试验 打印路径 纤维含量
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3D激光雷达在洗地机器人中的应用进展
14
作者 汪方斌 钱丹莉 《长春大学学报》 2025年第4期1-8,共8页
激光雷达利用激光探测物体间距离,进行精准测距和建模,可用于地形测绘、建筑扫描和考古勘测。3D激光雷达凭借出色的三维成像能力和高分辨率,可以帮助洗地机实时感知周围环境信息、更新数据,为洗地机高效的自主导航和避障奠定了基础,极... 激光雷达利用激光探测物体间距离,进行精准测距和建模,可用于地形测绘、建筑扫描和考古勘测。3D激光雷达凭借出色的三维成像能力和高分辨率,可以帮助洗地机实时感知周围环境信息、更新数据,为洗地机高效的自主导航和避障奠定了基础,极大地提升了设备的作业效率。本研究结合洗地机独有的特征及需求,分析了3D激光雷达在洗地机器人环境感知、路径规划、实时动态避障以及清洁效率优化等方面的优势及运用,并指出随着人工智能的发展,洗地机器人在关注高成本与计算资源消耗的同时应聚焦研究多传感器融合技术及低矮空间识别、定位、全覆盖清扫的实现,提高算法的鲁棒性与多模态数据融合。 展开更多
关键词 洗地机器人 3D激光雷达 路径规划
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连续纤维增强复合材料3D打印结构拓扑优化及路径规划研究进展
15
作者 牛婉莹 刘建康 王志强 《材料导报》 北大核心 2025年第21期256-265,共10页
连续纤维增强复合材料3D打印技术结合了传统3D打印的灵活性和复合材料的高性能,能够制造出轻质、高强度、具有复杂几何形状的部件。本文对连续纤维增强复合材料3D打印结构拓扑优化方法和路径规划算法的研究进展进行了综述,分析了拓扑优... 连续纤维增强复合材料3D打印技术结合了传统3D打印的灵活性和复合材料的高性能,能够制造出轻质、高强度、具有复杂几何形状的部件。本文对连续纤维增强复合材料3D打印结构拓扑优化方法和路径规划算法的研究进展进行了综述,分析了拓扑优化方法在连续纤维3D打印结构中的应用和优势,以及路径规划方法对3D打印成型质量和力学性能的影响,讨论了连续纤维3D打印结构拓扑优化和路径规划协同设计方法,最后,针对连续纤维增强复合材料3D打印技术的未来发展进行了展望。 展开更多
关键词 连续纤维增强复合材料 3D打印 拓扑优化 路径规划 协同设计
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基于改进随机树算法的3D打印机器人运动路径规划研究
16
作者 殷晓轶 《天津科技》 2025年第11期30-32,36,共4页
为解决3D打印存在的规划路径冗长、打印效率低下等问题,提出一个基于改进随机树算法的3D机器人运动路径规划方法。首先基于运动学理论,建立机器人数学模型,并引入改进随机树算法和目标偏置策略对打印路径进行规划。同时,为避免机器人与... 为解决3D打印存在的规划路径冗长、打印效率低下等问题,提出一个基于改进随机树算法的3D机器人运动路径规划方法。首先基于运动学理论,建立机器人数学模型,并引入改进随机树算法和目标偏置策略对打印路径进行规划。同时,为避免机器人与机器人之间的任务冲突,结合遗传算法,对打印任务进行智能分配,以提升路径规划效果。结果表明,应用提出的方法之后,3D打印机器人所规划的路径长度和采样点个数分别为15.64 m和331个。在单任务规划中,提出方法的规划时间仅为1.85 s,计算成功率为99.47%,能够在提升路径规划效率的同时,实现长度最短和有效避障,帮助工业生产企业实现更快速和更高质量的零件制造,为促进工业制造领域发展提供技术支持。 展开更多
关键词 随机树算法 3D 打印 机器人 路径规划 避障
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基于Arduino的3D加压打印头的设计与控制
17
作者 扆云戈 吴世超 +1 位作者 姚远 王迎军 《工业控制计算机》 2025年第2期130-132,共3页
由于3D打印材料本身的特性,打印结构内部存在孔隙,力学性能较差,不适用于高强度的应用场景。为解决这一问题,设计了一种基于Arduino为控制核心的加压3D打印系统。该系统能够对打印中的材料进行实时加压处理,且无需对压辊额外供热,并实... 由于3D打印材料本身的特性,打印结构内部存在孔隙,力学性能较差,不适用于高强度的应用场景。为解决这一问题,设计了一种基于Arduino为控制核心的加压3D打印系统。该系统能够对打印中的材料进行实时加压处理,且无需对压辊额外供热,并实现了打印过程中的自主转向。通过对该系统打印的产品进行力学测试,结果表明,PLA样件的拉伸强度和模量分别提升63%和43%,弯曲强度和模量分别提升了34%和36%,显著提升了3D打印件的力学性能。该研究实现了3D打印产品的加压打印,且平台结构简单,控制方便,确保了系统平台的稳定运行。 展开更多
关键词 ARDUINO 3D打印 加压制造 随动控制
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基于SPER-TD3的无人机编队三维航迹规划 被引量：2
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作者 彭博 王晓波 +3 位作者 魏祥麟 成洁 秦华旺 范建华 《计算机系统应用》 2025年第2期61-73,共13页
复杂地形条件下,基于深度强化学习的无人机编队航迹规划可以完成无人机编队的轨迹寻优,路径长度和环境适应性均优于传统启发式算法,但仍存在训练稳定性不足、规划实时性差等问题.面向领航者-跟随者模式的无人机集群,本文提出了一种基于S... 复杂地形条件下,基于深度强化学习的无人机编队航迹规划可以完成无人机编队的轨迹寻优,路径长度和环境适应性均优于传统启发式算法,但仍存在训练稳定性不足、规划实时性差等问题.面向领航者-跟随者模式的无人机集群,本文提出了一种基于SPER-TD3算法的无人机编队实时三维航迹规划方法.首先,将基于SumTree的优先经验回放机制融入TD3算法,设计了SPER-TD3算法,确定无人机编队的轨迹;然后,使用基于角度队形控制方法优化跟随者的飞行轨迹,并应用动态轨迹平滑算法优化转向角.为了加快SPER-TD3算法的训练收敛速度和稳定性,解决长时间依赖性问题,设计了结合LSTM、自注意力机制以及多重感知机的网络模型结构.在多种障碍物环境下进行了仿真实验,结果表明,所提方法在轨迹安全覆盖率、飞行路径平滑度、成功率、奖励大小等方面综合表现优于8种主流的深度强化学习算法,其重要性综合评估值比当前方法提升8.5%–72.9%不等,且训练稳定性最佳. 展开更多
关键词 无人机编队路径规划 深度强化学习 三维环境 实时性 轨迹平滑
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3D打印技术在汽车内燃机中的应用路径研究 被引量：1
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作者 宋天霖 屈慧栋 +2 位作者 张书瑞 马宗恒 唐子皓 《时代汽车》 2025年第15期7-9,共3页
近年来,3D打印技术作为一种新兴的制造技术,以其独特的制造方式和诸多优势,逐渐在汽车内燃机领域中展现出广阔的应用前景。它不仅可以实现复杂结构零件的快速制造,还能有效降低生产成本、缩短产品开发周期,为传统与汽车内燃机及配件的... 近年来,3D打印技术作为一种新兴的制造技术,以其独特的制造方式和诸多优势,逐渐在汽车内燃机领域中展现出广阔的应用前景。它不仅可以实现复杂结构零件的快速制造,还能有效降低生产成本、缩短产品开发周期,为传统与汽车内燃机及配件的相关制造业带来了新的发展机遇。然而,尽管3D打印技术带来了诸多机遇,其在汽车内燃机中的应用仍面临诸多挑战,例如材料种类和性能的限制、设备成本高昂、质量控制难度大等问题。因此,文章深入分析3D打印技术在汽车内燃机中的应用路径,对于推动3D打印技术的广泛应用、促进汽车内燃机制造业的转型升级和创新发展具有重要的理论和现实意义。 展开更多
关键词 3D打印技术 汽车内燃机 应用路径 生产效率
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3D激光导航无人叉车多车路径规划方法 被引量：1
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作者 黄国胜 孙振勇 +2 位作者 姜喆华 孟令广 伏松平 《起重运输机械》 2025年第7期65-69,共5页
文中通过阐释3D激光导航无人叉车的基本概念、应用场景、SLAM导航方式、常见冲突类型以及数种经典的多车路径规划算法,结合使用场景,对遗传算法、蚁群算法和深度强化学习算法原理及优缺点进行对比分析,选定蚁群算法结合深度强化学习作... 文中通过阐释3D激光导航无人叉车的基本概念、应用场景、SLAM导航方式、常见冲突类型以及数种经典的多车路径规划算法,结合使用场景,对遗传算法、蚁群算法和深度强化学习算法原理及优缺点进行对比分析,选定蚁群算法结合深度强化学习作为其路径规划方法。同时,设计了基于冲突预测的路径调整策略,有效避免了车辆之间的碰撞和死锁问题。最后,通过实际项目应用验证了所提方法的有效性和可行性,为3D激光导航无人叉车的多车路径规划提供了理论依据和技术支持,对推动无人叉车在自动化物流系统中的广泛应用具有意义。 展开更多
关键词 无人叉车 路径规划 冲突类型 蚁群算法 3D激光导航
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