为了进一步提高建筑业生产效率,研究员研发出了水泥基材料3D打印这一新型增材制造技术,在房屋建筑、道路桥梁、地下工程等建造领域取得了显著的发展,并表现出较大的发展潜力。马国伟、王里编著的《水泥基材料3D打印关键技术》一书系统地归纳了水泥基材料3D打印工艺建模的最新进展,提出了水泥基材料3D可打印性的量化指标,研究了打印微观结构的力学各向异性,提出了3D打印结构的整体性增强方法,并对该项技术进行了展望。笔者通过对该书的学习,认为其内容详实、可读性强,总结要点如下。

混凝土层叠打印成型时,其力学性能受工艺的影响较大。为探究打印过程中条带的搭接宽度对打印混凝土构件的抗压强度、双向劈裂抗拉强度的影响,使用极坐标系3D打印机按不同的搭接宽度,打印了多组混凝土立方体试件,并与现浇试件的抗压及劈裂性能做了对比试验。结果表明,层叠打印构件的抗压强度折减明显,搭接宽度较低时折减可达到一半,随着搭接宽度的提升,打印试件的抗压强度呈非线性增长;打印试件顺纹横纹下的截面劈裂抗拉强度均低于现浇试件,顺纹折减更加明显。搭接宽度的增加会提升双向抗拉强度,对于顺纹截面,搭接宽度较低时提升明显,后趋于稳定,对于横纹截面,其主要呈现为一种线性变化形式,趋于现浇抗拉强度。

在分析现有3D打印技术的基础上,对模型的格式进行了解析,并根据打印材料和打印方式对比分析了各自的特点和应用领域;对建筑3D打印的发展进行了展望。

垃圾分类必要而紧迫,说明了研制垃圾分类机的重要性。对垃圾分类机的功能进行了分析,给出了可行的垃圾分类机方案。对其进行三维建模,并结合气压传动、电气控制设计了基于PLC的控制系统,采用了SFC的编程方法编写了控制程序,对程序进行了仿真。最后搭建试验样机,用3D打印机制造了样机的机械爪,缩短了样机制造的周期,减少了样机制造的成本,经过样机的测试,验证了该垃圾分类机机械部分、气动部分、控制系统及控制程序的合理性、可行性。

保证整车的气动力平衡，从前后轴荷比出发，通过气动力矩计算,计算得到的目标下压力值.结合CFD分析，通过翼片在不同位置的布置，实现前翼轮胎的绕流，达到减小轮胎阻力和负升力的目的。选用的主要制作工艺为手糊抽真空工艺。在制作空气动力学套件的模具设计中，考虑到前翼翼片翼型和弦长都大致相同，故模具应该可以多次使用，选用3D打印的方法制作模具。

针对6061铝合金车身和科技横梁积木制作的创客机器人运动不稳定问题,使用3D打印轻量化技术制造创客机器人车身,减轻了其质量、优化了其结构、改进了其性能。通过有限元分析仿真6061铝合金车身和3D打印轻量化车身的总体刚度,通过对比验证了3D打印创客机器人车身的刚度满足要求。基于FDM打印原理和设置最优切片参数3D打印了创客机器人车身,进行了轻量化效果分析和不同填充率下弹性模量的研究,解决了创客机器人运动不稳定的问题。

为提高3D打印扫描填充的效率与零件成型质量,搭建基于SOPC的3D打印机驱动系统,提出基于速度正交分解的3D打印扫描路径优化算法。该系统能够支持各运动轴的同步驱动。该算法结合了运动的正交分解原理以及同步驱动方式的优势,将扫描路径中的空行程以及直线拐角替换为圆弧曲线,使各轴速度能均匀变化,打印头以最大可行速度按照规划的路径作匀速运动,扫描填充整个截面。实验结果表明:与原算法相比,新算法能有效减少扫描时间10%以上,尤其在打印扫描结构复杂且面积比较小的模型时扫描时间最高可减少55%以上。

3D打印技术多以单材均质为基础,开展金属、塑料等零部件的快速成型制造。在此基础上,发展了激光近净成形、熔融挤出成型、选择性激光烧结（熔化）、立体光刻等3D打印工艺和装备。论文以流体挤出成型和激光烧结为基础,结合工业机械手6自由度的空间特性,初步搭建了机械臂3D打印系统;对该系统构成做出了简要介绍,分析了该系统的数据链与数据模型的坐标转换;对电气性能器件常用材料导线银、树脂基复合材料、硅酮橡胶、碳化硅陶瓷等的成型工艺进行了初步探索,为下一步制造出具备电气性能的功能结构化器件与进行曲面3D打印的研究打下基础。

发源于快速成形技术的金属3D打印技术已经成为金属零件直接制造技术的研究热点和重要发展方向。针对现有激光、电子束设备昂贵、运行成本高的问题，提出了一种基于微束等离子金属3D打印直接成形方法，并系统的介绍了该方法的成形机理和系统组成，设计开发了基于微束等离子金属3D打印的机械系统、控制系统，并采用该系统进行成形金属基础工艺的研究。实验结果表明，扫描速度与送丝速度之间存在关联性；当搭接率为40%时，两平行焊道之间能良好的结合；当堆焊层数大于等于5层时，焊道的宽高值趋于稳定，从而为后续直接成形金属提供了理论和实验基础。

考虑到硬币分点过程的难度和复杂性,设计研制了一套针对混合硬币自动分类与清点的机械装置。根据不同面额硬币的直径差异,利用具有振动功能的倾斜滑道对混合硬币进行快速分拣,进入分拣区的硬币按照直径大小依次实现分类回收。通过单片机、压力传感器和C语言编程,开发了具有硬币清点与计数功能的精密电子装置,可对回收的1角、5角及1元硬币进行实时监测,并将清点的硬币数量与金额同步显示于LCD屏上。实测结果表明,该装置具有良好、稳定的硬币分点效能,为硬币分点技术的思路创新提供了有力参考。