本文提出了一种四足直线运动的软体机器人。首先,给出了基于气体驱动的软体机器人结构设计。然后,利用Solid Works3D打印技术打印出软体机器人身体的各个部位模具,采用的环氧树脂橡胶材料进行填充从而获得软体机器人部件并并进行组合。最后,以针管为气体动力来源,通过实验实现了该软体机器人直线运动。

结合多旋翼飞行器控制简单易操作、飞行平稳、支持垂直起降等特点,以七星瓢虫通过鞘翅开合控制后翅收放为灵感,设计了一种结构小巧、操作灵活、便于携带的可折叠式球形飞行器。对该飞行器的整体结构及重要零部件进行优化设计,利用3D打印技术进行样机制造,并完成了室内外验证飞行,证明该球形飞行器具有飞行稳定易操控的特点,并且利用单个相机采集序列图像对小型场景进行三维重建测试,为后期球形飞行器集成视觉系统提供硬件选型依据及算法理论基础。

共形3D打印是利用3D打印的方式在紧贴承载曲面上完成共形结构制造的技术。应用3D直写技术和六自由度机械手控制技术,完成共形3D打印平台的搭建。对曲面共形3D打印轨迹路径生成的数据流结构进行分析,论述了轨迹路径的生成方法。以CAM中曲面上轨迹路径的刀位轨迹点信息为媒介,由代码转换程序将机械手系统与CAD/CAM系统连接,根据机械手的控制要求,通过坐标变换和机床旋转角求解,实现从刀具轨迹路径的刀位信息到机械手运动的位置点信息的转换,解决了曲面共形3D打印轨迹路径生成的问题。实验完成了曲面共形结构的较高精度打印,证实了这种轨迹路径生成方法的可行性。

为推进大学生开放实验的改革创新,建立逆向工程与3D打印相结合的实验课程,探讨开放实验教学模式。以书简为实例,完成点云数据获取、曲面重构、逆向工程建模,将数据输入快速成型机进行3D打印,并通过硅胶注型机实现快速模具制造和翻制零件,该开放实验体系的建立和实施在学生创新能力培养方面具有积极作用。

＂激光加工与3D打印技术＂是机械工程及其自动化专业本科生的一门制造技术专业选修课,工程应用特色鲜明。在课程教学中,从培养本科生的工程思维能力出发,引入了对比教学、小组讨论、案列教学等新颖的教学方法,将理论知识与工程实际紧密联系起来,有助于调动本科生学习兴趣,克服了传统课堂教学中方法单一、理论知识与工程实际联系不紧密的缺点,有利于高素质应用型工程技术人才的培养。

目的 使用3D打印技术设计制造手术导板,辅助手术操作,降低骨盆骨折手术的难度。方法 基于数字化骨盆模型的重构流程,针对CT断层图像的台阶效应,提出了层间插值算法,通过层间插值算法优化后,提高了骨盆模型重构精度。然后利用优化后的三维骨盆模型设计制造手术导板,并将其应用于手术。结果 术中所见与术前模拟完全一致,术后CT复查显示克氏针位置正确,术后效果满意。3D打印技术的应用使手术时间由两小时缩短为十分钟,避免了术中透视,提高了定位精度,降低了手术难度。

目的是对正畸石膏模型和正畸树脂模型进行矫正,根据模型需要矫正的方式制作活动矫治器,由于活动矫治器需要与牙齿牢牢固定在一起,根据石膏模型的本身性质一些尺寸前后会有变化,主要对石膏模型和树脂模型加完活动矫治器的前后尺寸进行对比.方法是取临床上的正畸石膏模型牙齿,使用COMLET L3D精度为0.03扫描仪对石膏模型进行扫描,得到数字化模型,使用Geomagic Studio逆向工程软件对其进行处理,并保存为.stl格式,然后导入到RPData软件中对整个模型添加支撑,使用3D打印机将其打印出来.在临床上对石膏模型和树脂模型进行活动矫治器的制作并戴用,对戴用活动矫治器的前后模型进行临床上重要数据的测量,并进行数据对比.结果发现石膏模型戴用完活动矫治器的数据要小于之前,而树脂模型戴用活动矫治器前后数据没有很明显的变化,说明在口腔正畸上树脂模型...

摘通过将数字医学、CAD、逆向工程、3D打印等技术相结合,研究了手指屈肌腱损伤定制化支具的设计和制备方法。利用患者的CT扫描数据对受伤手臂进行三维重构,提取前臂皮肤数据设计固定于前臂的支具夹持部分;提取健侧手指部分的数据,通过图形镜像方式设计固定受伤的左手手指部分的支具结构;根据手部功能位的要求设计支具的腕部结构与手指部位的活动结构。对石膏绷带试样与3D打印的PLA（聚乳酸）支具试样进行了抗弯强度测试,对PLA试样进行了抗扭强度测试,实验结果表明3D打印的PLA试样的抗弯强度高于石膏绷带试样,而且抗扭强度也良好。利用三坐标测量仪对支具的3D打印模型进行了测量,并与三维CAD模型进行了对比。3D打印的支具佩戴方便,贴合效果、透气性及力学性能好,能有效的限制受伤手指的异常活动,可实现定期调整及配合早期功能锻炼。

将逆向工程与3D打印技术相结合,研究了用于治疗肱骨头缺损的定制化骨水泥替代物模具的设计与制备方法。对一位肱骨头缺损的患者通过CT扫描获得患侧与健侧的肱骨数据,在医学图像处理软件中重构出两侧肱骨的三维模型,并根据人体的对称性、相似性的特点,将患者健侧肱骨头的三维数据以矢状面为对称平面进行镜像处理,替代患侧缺损肱骨头的三维模型。在逆向工程软件中利用镜像替代后的三维模型,通过布尔运算求差的方式设计出内部型腔为肱骨头形状的定制化模具,并选择合适的剖分面将模具分为三个部分。在手术中利用3D打印的模具成功制备了混有抗生素的骨水泥替代物,术后6个月的随访结果表明骨水泥植入物位置良好、患者的肩功能已有明显改善。

为提高单进气嘴非接触气爪的吸附性能和气爪结构加工的方便性,根据气爪型腔内部流场特性和3D打印原理,提出了一种基于3D打印技术的旋涡流气爪结构优化设计方案。基于对非接触气爪工作原理的理论分析和气爪型腔内部流场特征的仿真研究,以提高气爪吸附性能为目的对气爪型腔结构进行优化设计,应用3D快速成形加工技术加工出通过仿真计算设计的气爪结构模型。实验结果表明：优化后的气爪型腔产生的负压比优化前负压增大一倍,气爪的吸附力提升57%,在气爪加工方面,采用3D打印技术比传统的机械加工技术更具便捷性,且气爪型腔内部复杂结构更容易被加工出来。