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弥合差距：用于 3D 打印的自动稳定脚手架
我们的桥梁有两层厚，两根线宽，两根线之间有很小的间距（0.4 毫米）。为了以相对较高的速度（60 毫米/秒）打印桥梁，我们在打印水平桥梁段（0.1 毫米的细丝）之前强制挤出少量塑料。我们的桥梁设计为快速打印，这会对其外观产生负面影响 - 特别是，第一根打印的线经常下垂。然而，这对桥梁顶部的质量影响不大，如图 3 所示。虽然本文中显示的所有结果都是在 Makerbot Replicator 1 上使用 ABS 塑料打印的，但我们也使用相同的参数在 Ultimaker 2 上使用 PLA 塑料成功测试了我们的桥梁。我们的脚手架算法与用于打印桥梁的确切几何形状无关。
学术共享引文 学术共享引文 Schwarz, Kurt A.，“利用增材制造技术对飞机加油门铰链进行制造和装配分析及重新设计”（2015 年）。学位论文。 283. https://commons.erau.edu/edt/283
图 1：光聚合物分层系统 (Wikipedia.org)。.............................................................. 2 图 2：使用相交激光束的光雕塑过程 (Swainson, 1977)。......... 3 图 3：塔式喷嘴固体自由成型技术 (drajput.com).................................... 4 图 4：简单的分层铸造模具 (DiMatteo, 1976)。.............................................................. 4 图 5：粉末选择性激光烧结工艺 (Wikipedia.org)。................................................ 5 图 6：FDM 工艺图 (Reprap.org)。.................................................................... 7 图 7：DFA 分析软件用户界面 (Boothroyd et al, 2011)。.................................... 11 图 8：MakerBot 的 MakerWare 用户界面。(Makerbot.com) .................................... 14 图 9：简化的挤压系统，说明轴位置 (Wikipedia.org)。........... 20 图 10：GE Aviation 的增材制造燃油喷嘴 (Rockstroh 等人，2013)。......... 21 图 11：通过 DMLS (EADS) 优化和制造的两个航空航天支架。....... 23 图 12："Over-the-wall" 设计方法的说明 (Munro & Associates，1989)。...... 24 图 13：成本与影响图“谁投下的阴影最大？” （Munro & Associates，1989）。...................................................................................................................................... 24 图 14：显示不同材料和制造方法之间兼容性的图表（Boothroyd & Dewhurst，2011）............................................................................................. 26 图 15：alpha 和 beta 旋转对称值（Boothroyd et al，2011）。................... 28 图 16：影响零件处理的几何（左）和其他（右）特征（Boothroyd et al，2011）。...................................................................................................................................... 28 图 17：提高组装简易性的示例（Boothroyd et al，2011）。................................ 28 图 18：影响插入时间的零件特征原始分类系统 (Boothroyd Dewhurst, Inc. 1999)。...................................................................................................................... 30 图 19：影响手动处理时间的零件特征原始分类系统 (Boothroyd Dewhurst, Inc. 1999)。................................................................................................ 31 图 20：原始控制器组件（Boothroyd 等人，2011 年）。...................................................... 32 图 21：分析前（左）和分析后（右）的控制器组件（Boothroyd 等人，2011 年）。........................................................................................................................................... 34 图 22：当前门铰链的组件。........................................................................................................... 35 图 23：两个已安装铰链的 CATIA 模型和负载分析方向（湾流宇航）。.................................................................................................................................... 36 图 24：弹簧球和铰链止动器的特写............................................................................. 37 图 25：重新设计的用于增材制造的门铰链。.................................................... 39 图 26：鹅颈加固前后的视觉对比。........... 41 图 27：重新设计前后球柱塞壳体的视觉对比。........... 41 图 28：原始铰链组件上用于插入计算的投影槽。......... 43 图 29：重新设计的铰链组件上用于插入计算的投影槽。.... 43
学术共享引文 学术共享引文 Schwarz, Kurt A.，“利用增材制造技术对飞机加油门铰链进行制造和装配分析及重新设计”（2015 年）。学位论文。283。https://commons.erau.edu/edt/283
图 1：光聚合物分层系统 (Wikipedia.org)。...................................................................... 2 图 2：使用相交激光束的光雕塑过程 (Swainson, 1977)。........................................ 3 图 3：塔式喷嘴固体自由成型技术 (drajput.com)....................................................... 4 图 4：简单的分层铸造模具 (DiMatteo, 1976)。...................................................................... 4 图 5：粉末选择性激光烧结工艺 (Wikipedia.org)。...................................................... 5 图 6：FDM 工艺图 (Reprap.org)。............................................................................. 7 图 7：DFA 分析软件用户界面 (Boothroyd et al, 2011)。...................................................... 11 图 8：MakerBot 的 MakerWare 用户界面。(Makerbot.com)............................................. 14 ........... 20 图 10：GE Aviation 通过增材制造的燃油喷嘴（Rockstroh 等，2013 年）。 ........................ 21 图 11：通过 DMLS（EADS）优化和制造的两个航空航天支架。 ........................ 23 图 12：“Over-the-wall”设计方法图解（Munro & Associates，1989 年）。 ...... 24 图 13：成本与影响图“谁投射的阴影最大？”（Munro & Associates，1989 年）。 ......................................................................................................................................... 24 图 14：显示不同材料和制造方法之间兼容性的图表（Boothroyd & Dewhurst，2011 年）......................................................................................................... 26 图 15：alpha 和 beta 旋转对称值（Boothroyd 等，2011 年）。 ................................... 28 图 16：影响零件处理的几何特征（左）和其他特征（右） (Boothroyd et al, 2011). ........................................................................................................................................... 28 图 17：提高装配简易性的示例 (Boothroyd et al, 2011). ............................................................................................................. 28 图 18：影响插入时间的零件特征原始分类系统 (Boothroyd Dewhurst, Inc. 1999). ............................................................................................................. 30 图 19：影响手动处理时间的零件特征原始分类系统 (Boothroyd Dewhurst, Inc. 1999). ............................................................................................................. 31 图 20：原始控制器组装 (Boothroyd et al, 2011). ............................................................................................. 32 图 21：分析前（左）和分析后（右）的控制器组装 (Boothroyd et al, 2011). ................................................................................................................................................................. 34 图 22：当前门铰链的组件。 ...................................................................................................... 35 图 23：两个已安装铰链的 CATIA 模型和负载分析方向（湾流宇航）。 ...................................................................................................................... 36 图 24：弹簧球和铰链止动器的特写。 ...................................................................................... 37 图 25：重新设计的增材制造门铰链。 ...................................................................................... 39 图 26：合并前后鹅颈的视觉比较。 ............................................................................. 41 图 27：重新设计前后球柱塞壳体的视觉比较。 ............................................................................. 41 图 28：原始铰链组件上用于插入计算的投影槽。 ............................................................................. 43 图 29：重新设计的铰链组件上用于插入计算的投影槽。 ............................................................................. 43
利用增材制造技术对飞机加油门铰链进行制造和装配分析和重新设计
图 1：光聚合物分层系统 (Wikipedia.org)。.............................................................. 2 图 2：使用相交激光束的光雕塑过程 (Swainson, 1977)。......... 3 图 3：塔式喷嘴固体自由成型技术 (drajput.com).................................... 4 图 4：简单的分层铸造模具 (DiMatteo, 1976)。.............................................................. 4 图 5：粉末选择性激光烧结工艺 (Wikipedia.org)。................................................ 5 图 6：FDM 工艺图 (Reprap.org)。.................................................................... 7 图 7：DFA 分析软件用户界面 (Boothroyd et al, 2011)。.................................... 11 图 8：MakerBot 的 MakerWare 用户界面。(Makerbot.com) .................................... 14 图 9：简化的挤压系统，说明轴位置 (Wikipedia.org)。........... 20 图 10：GE Aviation 的增材制造燃油喷嘴 (Rockstroh 等人，2013)。......... 21 图 11：通过 DMLS (EADS) 优化和制造的两个航空航天支架。....... 23 图 12："Over-the-wall" 设计方法的说明 (Munro & Associates，1989)。...... 24 图 13：成本与影响图“谁投下的阴影最大？” （Munro & Associates，1989）。...................................................................................................................................... 24 图 14：显示不同材料和制造方法之间兼容性的图表（Boothroyd & Dewhurst，2011）............................................................................................. 26 图 15：alpha 和 beta 旋转对称值（Boothroyd et al，2011）。................... 28 图 16：影响零件处理的几何（左）和其他（右）特征（Boothroyd et al，2011）。...................................................................................................................................... 28 图 17：提高组装便利性的示例（Boothroyd et al，2011）。................................ 28 图 18：影响插入时间的零件特征原始分类系统 (Boothroyd Dewhurst, Inc. 1999)。...................................................................................................................... 30 图 19：影响手动处理时间的零件特征原始分类系统 (Boothroyd Dewhurst, Inc. 1999)。................................................................................................ 31 图 20：原始控制器组件（Boothroyd 等人，2011 年）。...................................................... 32 图 21：分析前（左）和分析后（右）的控制器组件（Boothroyd 等人，2011 年）。........................................................................................................................................... 34 图 22：当前门铰链的组件。........................................................................................................... 35 图 23：两个已安装铰链的 CATIA 模型和负载分析方向（湾流宇航）。.................................................................................................................................... 36 图 24：弹簧球和铰链止动器的特写............................................................................. 37 图 25：重新设计的用于增材制造的门铰链。.................................................... 39 图 26：鹅颈加固前后的视觉对比。........... 41 图 27：重新设计前后球柱塞壳体的视觉对比。........... 41 图 28：原始铰链组件上用于插入计算的投影槽。......... 43 图 29：重新设计的铰链组件上用于插入计算的投影槽。.... 43
学术共享引文 学术共享引文 Schwarz, Kurt A.，“利用增材制造技术对飞机加油门铰链进行制造和装配分析及重新设计”（2015 年）。学位论文。283。https://commons.erau.edu/edt/283
图 1：光聚合物分层系统 (Wikipedia.org)。...................................................................... 2 图 2：使用相交激光束的光雕塑过程 (Swainson, 1977)。........................................ 3 图 3：塔式喷嘴固体自由成型技术 (drajput.com)....................................................... 4 图 4：简单的分层铸造模具 (DiMatteo, 1976)。...................................................................... 4 图 5：粉末选择性激光烧结工艺 (Wikipedia.org)。...................................................... 5 图 6：FDM 工艺图 (Reprap.org)。............................................................................. 7 图 7：DFA 分析软件用户界面 (Boothroyd et al, 2011)。...................................................... 11 图 8：MakerBot 的 MakerWare 用户界面。(Makerbot.com)............................................. 14 ........... 20 图 10：GE Aviation 通过增材制造的燃油喷嘴（Rockstroh 等，2013 年）。 ........................ 21 图 11：通过 DMLS（EADS）优化和制造的两个航空航天支架。 ........................ 23 图 12：“Over-the-wall”设计方法图解（Munro & Associates，1989 年）。 ...... 24 图 13：成本与影响图“谁投射的阴影最大？”（Munro & Associates，1989 年）。 ......................................................................................................................................... 24 图 14：显示不同材料和制造方法之间兼容性的图表（Boothroyd & Dewhurst，2011 年）......................................................................................................... 26 图 15：alpha 和 beta 旋转对称值（Boothroyd 等，2011 年）。 ................................... 28 图 16：影响零件处理的几何特征（左）和其他特征（右） (Boothroyd et al, 2011). ........................................................................................................................................... 28 图 17：提高装配简易性的示例 (Boothroyd et al, 2011). ............................................................................................................. 28 图 18：影响插入时间的零件特征原始分类系统 (Boothroyd Dewhurst, Inc. 1999). ............................................................................................................. 30 图 19：影响手动处理时间的零件特征原始分类系统 (Boothroyd Dewhurst, Inc. 1999). ............................................................................................................. 31 图 20：原始控制器组装 (Boothroyd et al, 2011). ............................................................................................. 32 图 21：分析前（左）和分析后（右）的控制器组装 (Boothroyd et al, 2011). ................................................................................................................................................................. 34 图 22：当前门铰链的组件。 ...................................................................................................... 35 图 23：两个已安装铰链的 CATIA 模型和负载分析方向（湾流宇航）。 ...................................................................................................................... 36 图 24：弹簧球和铰链止动器的特写。 ...................................................................................... 37 图 25：重新设计的增材制造门铰链。 ...................................................................................... 39 图 26：合并前后鹅颈的视觉比较。 ............................................................................. 41 图 27：重新设计前后球柱塞壳体的视觉比较。 ............................................................................. 41 图 28：原始铰链组件上用于插入计算的投影槽。 ............................................................................. 43 图 29：重新设计的铰链组件上用于插入计算的投影槽。 ............................................................................. 43
学术共享引文 学术共享引文 Schwarz, Kurt A.，“利用增材制造技术对飞机加油门铰链进行制造和装配分析及重新设计”（2015 年）。学位论文。283。https://commons.erau.edu/edt/283
图 1：光聚合物分层系统 (Wikipedia.org)。...................................................................... 2 图 2：使用相交激光束的光雕塑过程 (Swainson, 1977)。........................................ 3 图 3：塔式喷嘴固体自由成型技术 (drajput.com)....................................................... 4 图 4：简单的分层铸造模具 (DiMatteo, 1976)。...................................................................... 4 图 5：粉末选择性激光烧结工艺 (Wikipedia.org)。...................................................... 5 图 6：FDM 工艺图 (Reprap.org)。............................................................................. 7 图 7：DFA 分析软件用户界面 (Boothroyd et al, 2011)。...................................................... 11 图 8：MakerBot 的 MakerWare 用户界面。(Makerbot.com)............................................. 14 ........... 20 图 10：GE Aviation 通过增材制造的燃油喷嘴（Rockstroh 等，2013 年）。 ........................ 21 图 11：通过 DMLS（EADS）优化和制造的两个航空航天支架。 ........................ 23 图 12：“Over-the-wall”设计方法图解（Munro & Associates，1989 年）。 ...... 24 图 13：成本与影响图“谁投射的阴影最大？”（Munro & Associates，1989 年）。 ......................................................................................................................................... 24 图 14：显示不同材料和制造方法之间兼容性的图表（Boothroyd & Dewhurst，2011 年）......................................................................................................... 26 图 15：alpha 和 beta 旋转对称值（Boothroyd 等，2011 年）。 ................................... 28 图 16：影响零件处理的几何特征（左）和其他特征（右） (Boothroyd et al, 2011). ........................................................................................................................................... 28 图 17：提高装配简易性的示例 (Boothroyd et al, 2011). ............................................................................................................. 28 图 18：影响插入时间的零件特征原始分类系统 (Boothroyd Dewhurst, Inc. 1999). ............................................................................................................. 30 图 19：影响手动处理时间的零件特征原始分类系统 (Boothroyd Dewhurst, Inc. 1999). ............................................................................................................. 31 图 20：原始控制器组装 (Boothroyd et al, 2011). ............................................................................................. 32 图 21：分析前（左）和分析后（右）的控制器组装 (Boothroyd et al, 2011). ................................................................................................................................................................. 34 图 22：当前门铰链的组件。 ...................................................................................................... 35 图 23：两个已安装铰链的 CATIA 模型和负载分析方向（湾流宇航）。 ...................................................................................................................... 36 图 24：弹簧球和铰链止动器的特写。 ...................................................................................... 37 图 25：重新设计的增材制造门铰链。 ...................................................................................... 39 图 26：合并前后鹅颈的视觉比较。 ............................................................................. 41 图 27：重新设计前后球柱塞壳体的视觉比较。 ............................................................................. 41 图 28：原始铰链组件上用于插入计算的投影槽。 ............................................................................. 43 图 29：重新设计的铰链组件上用于插入计算的投影槽。 ............................................................................. 43