CAD/RP系统间数据模型的转换方法与发展

分析了当前 CAD和 RP系统间数据模型的各种转换方法，并指明了进一步的发展方向。 STL交换标准的局限和不足已日趋明显，由 CAD模型直接分层得到的 CLI格式将成为与 STL文件并存的一种接口格式。

Modulo di gestione della stampa 3D e CAM in ambiente FreeCAD

In Italia hanno visto stampanti 3D commerciali, e grazie al gruppo di professori e ricercatori della Facoltà di Ingegneria Meccanica dell'Università di Bologna, con cui ho avuto la possibilità di realizzare questa tesi, è nato il progetto di una stampante 3D ibrida, dotata sia di una fresatrice che di un estrusore: una stampante talmente grande che si va a posizionare come la stampante più grande di tutta Italia. Il mio progetto, si chiama PrinterCAD, è in grado infatti di gestire le diverse fasi della stampa 3D ibrida con i necessari parametri di lavorazione e controllo. Questo applicazione è un modulo realizzato in Python e segue la filosofia del MVC; inoltre estende il software opensource FreeCAD.

Tecnologia CAM aplicada no fabrico por fresagem de componentes mecânicos : caracterização do processo de fresagem e dos componentes produzidos

Na fase inicial desta Dissertação foi realizada uma revisão abordando as operações por corte de arranque de apara mais comuns, considerando-se que estas seriam o torneamento, a furação mecânica e a fresagem, sendo esta última operação abordada de uma forma mais detalhada, uma vez que esta operação será o tema central de estudo neste trabalho. Realizou-se também um estudo mais elaborado sobre alguns fundamentos de fresagem como a maquinagem concordante e discordante, fatores que influenciam no acabamento final da maquinagem, diâmetro efetivo de corte para uma ferramenta de topo esférico, flexão da ferramenta, entre outros. Temas como o CAD-CAM, CNC e Engenharia Inversa foram também particularizados neste trabalho, pois o conhecimento destes assuntos por parte do leitor seriam importantes para a compreensão do trabalho posteriormente desenvolvido. Na parte seguinte deste trabalho foi realizada uma parte experimental. Um primeiro trabalho foi desenvolvido com base numa geometria a duas dimensões, onde foi necessária a realização das geometrias no software AUTOCAD® e posterior utilização do MASTERCAM® para criar os ciclos de maquinagem e, para um segundo trabalho, desta vez com base numa geometria a três dimensões, utilizou-se o SOLID-WORKS® para extração da Bucha e Cavidade e o MASTERCAM® para criar os ciclos de maquinagem. Ambos os trabalhos foram produzidos no Centro de maquinagem existente no Departamento de Engenharia Mecânica do Instituto Superior de Engenharia de Coimbra.

Application of micro CT and computation modeling in bone tissue engineering

Computer aided technologies, medical imaging, and rapid prototyping has created new possibilities in biomedical engineering. The systematic variation of scaffold architecture as well as the mineralization inside a scaffold/bone construct can be studied using computer imaging technology and CAD/CAM and micro computed tomography (CT). In this paper, the potential of combining these technologies has been exploited in the study of scaffolds and osteochondral repair. Porosity, surface area per unit volume and the degree of interconnectivity were evaluated through imaging and computer aided manipulation of the scaffold scan data. For the osteochondral model, the spatial distribution and the degree of bone regeneration were evaluated. In this study the versatility of two softwares Mimics (Materialize), CTan and 3D realistic visualization (Skyscan) were assessed, too.

A study of abrasive water jet characteristics by CFD simulation

Computational fluid dynamics (CFD) models for ultrahigh velocity waterjets and abrasive waterjets (AWJs) are established using the Fluent 6 flow solver. Jet dynamic characteristics for the flow downstream from a very fine nozzle are then simulated under steady state, turbulent, two-phase and three-phase flow conditions. Water and particle velocities in a jet are obtained under different input and boundary conditions to provide an insight into the jet characteristics and a fundamental understanding of the kerf formation process in AWJ cutting. For the range of downstream distances considered, the results indicate that a jet is characterised by an initial rapid decay of the axial velocity at the jet centre while the cross-sectional flow evolves towards a top-hat profile downstream.

Design for Manufacturing (DFM) – A case study of repetitive measures

Design for Manufacturing (DFM) is a highly integral methodology in product development, starting from the concept development phase, with the aim of improving manufacturing productivity and maintaining product quality. While Design for Assembly (DFA) is focusing on elimination or combination of parts with other components (Boothroyd, Dewhurst and Knight, 2002), which in most cases relates to performing a function and manufacture operation in a simpler way, DFM is following a more holistic approach. During DFM, the considerable background work required for the conceptual phase is compensated for by a shortening of later development phases. Current DFM projects normally apply an iterative step-by-step approach and eventually transfer to the developer team. Although DFM has been a well established methodology for about 30 years, a Fraunhofer IAO study from 2009 found that DFM was still one of the key challenges of the German Manufacturing Industry. A new, knowledge based approach to DFM, eliminating steps of DFM, was introduced in Paul and Al-Dirini (2009). The concept focuses on a concurrent engineering process between the manufacturing engineering and product development systems, while current product realization cycles depend on a rigorous back-and-forth examine-and-correct approach so as to ensure compatibility of any proposed design to the DFM rules and guidelines adopted by the company. The key to achieving reductions is to incorporate DFM considerations into the early stages of the design process. A case study for DFM application in an automotive powertrain engineering environment is presented. It is argued that a DFM database needs to be interfaced to the CAD/CAM software, which will restrict designers to the DFM criteria. Consequently, a notable reduction of development cycles can be achieved. The case study is following the hypothesis that current DFM methods do not improve product design in a manner claimed by the DFM method. The critical case was to identify DFA/DFM recommendations or program actions with repeated appearance in different sources. Repetitive DFM measures are identified, analyzed and it is shown how a modified DFM process can mitigate a non-fully integrated DFM approach.

Local stress-strain distribution and load transfer across cartilage matrix at micro-scale using combined microscopy-based finite element method

Articular cartilage is the load-bearing tissue that consists of proteoglycan macromolecules entrapped between collagen fibrils in a three-dimensional architecture. To date, the drudgery of searching for mathematical models to represent the biomechanics of such a system continues without providing a fitting description of its functional response to load at micro-scale level. We believe that the major complication arose when cartilage was first envisaged as a multiphasic model with distinguishable components and that quantifying those and searching for the laws that govern their interaction is inadequate. To the thesis of this paper, cartilage as a bulk is as much continuum as is the response of its components to the external stimuli. For this reason, we framed the fundamental question as to what would be the mechano-structural functionality of such a system in the total absence of one of its key constituents-proteoglycans. To answer this, hydrated normal and proteoglycan depleted samples were tested under confined compression while finite element models were reproduced, for the first time, based on the structural microarchitecture of the cross-sectional profile of the matrices. These micro-porous in silico models served as virtual transducers to produce an internal noninvasive probing mechanism beyond experimental capabilities to render the matrices micromechanics and several others properties like permeability, orientation etc. The results demonstrated that load transfer was closely related to the microarchitecture of the hyperelastic models that represent solid skeleton stress and fluid response based on the state of the collagen network with and without the swollen proteoglycans. In other words, the stress gradient during deformation was a function of the structural pattern of the network and acted in concert with the position-dependent compositional state of the matrix. This reveals that the interaction between indistinguishable components in real cartilage is superimposed by its microarchitectural state which directly influences macromechanical behavior.

Revolute joint approach to model joint mechanism in water-filled road safety barriers

Portable water-filled road barriers (PWFB) are roadside structures placed on temporary construction zones to separate work site from traffic. Recent changes in governing standards require PWFB to adhere to strict compliance in terms of lateral displacement and vehicle redirectionality. Actual PWFB test can be very costly, thus researchers resort to Finite Element Analysis (FEA) in the initial designs phase. There has been many research conducted on concrete barriers and flexible steel barriers using FEA, however not many was done pertaining to PWFB. This research probes a new technique to model joints in PWFB. Two methods to model the joining mechanism are presented and discussed in relation to its practicality and accuracy. Moreover, the study of the physical gap and mass of the barrier was investigated. Outcome from this research will benefit PWFB research and allow road barrier designers better knowledge in developing the next generation of road safety structures.

Aplicaciones de las tecnologías de fabricación aditiva en la industria actual

[ES]En el ámbito industrial actual, la fabricación aditiva supone una alternativa para dar respuesta a las nuevas necesidades del mercado, que no pueden verse resueltas mediante las técnicas de fabricación clásicas. La fabricación aditiva (AM Adittive Manufacturing) representa un cambio en métodos y procesos industriales, permitiendo llevar a cabo piezas antes imposibles de realizar. Tiene sus principales aplicaciones en el sector médico, aeronáutico o el sector de la automoción. Se dan numerosas técnicas clasificadas por diferentes criterios, como el medio a través del cual se aporta la energía. Presenta numerosas ventajas como la complejidad en la geometría de las piezas que se pueden fabricar, a pesar de que aún no está totalmente desarrollada y presenta limitaciones como el coste de material. Todo el diseño parte de las tecnologías CAD/CAM 3D, y se fabrica ya en una amplia variedad de materiales, tanto metálicos como plásticos. Aún bajo poca normativa, se espera que en las próximas décadas esta tecnología desarrolle todo su potencial y sea de uso habitual en los sectores propicios para su explotación.

Resistência à flexão e microestrutura de vidro-cerâmicas feldspáticas processadas por injeção em moldes à alta temperatura

Enquanto os métodos tradicionais de processamento de restaurações cerâmicas tornaram-se notórios por sua complexidade, as técnicas mais modernas vêm privilegiando a simplicidade de execução e a automação. Dentre estas, destaca-se a injeção em moldes, que recentemente, foi associada a métodos CAD-CAM. Estudos anteriores demonstraram a viabilidade de utilização de um vidro feldspático de baixa expansão térmica, Alpha (Vita Zahnfabrik), para injeção, porém, faltam informações quanto às propriedades mecânicas e a microestrutura deste material quando submetido à injeção. Os objetivos deste estudo são: produzir pastilhas vidrocerâmicas para injeção a quente a partir de Alpha e da mistura deste vidro com partículas de alumina e zircônia; avaliar a resistência à flexão dos materiais processados, e compará-la a um material compatível existente no mercado (PM9 - Vita Zahnfabrik); estudar a estrutura microscópica dos materiais e correlacioná-la com suas propriedades mecânicas; identificar por meio de difração de raios X a formação de fases cristalinas durante as diferentes etapas de processamento. A injeção aumentou a resistência do vidro Alpha devido à redução na quantidade e tamanho dos defeitos internos, principalmente porosidades. Apesar de ter sido observada nucleação de cristais nos dois materiais, durante o processamento, não foi possível determinar de que forma este fenômeno afetou as propriedades mecânicas dos materiais. Não foi detectada alteração no padrão de distribuição das fases cristalinas observadas em microscópio eletrônico de varredura antes e depois da injeção. Não foi verificada diferença estatística significante entre a resistência à flexão de Alpha injetado e PM9. A adição de partículas de alumina e zirconia ao vidro Alpha provocou redução da resistência, devido à formação de aglomerados durante a confecção das pastilhas e a incapacidade da injeção em dispersá-los. Tais aglomerados funcionaram como concentradores de tensões, enfraquecendo o material.

Del boceto al objeto a través del BIT en la obra "La materia del tiempo", de Richard Serra

423 p.

Diseño y programación del control numérico para el mecanizado del escudo del Real Madrid.

[ES]El objetivo de este proyecto es programar el control numérico para la mecanización del escudo del Real Madrid. Para conseguir esto, primero es necesario aprender cómo funcionan los programas que se van a usar. Después de esto se va a crear el archivo CAD, usando el programa Solid Edge. Luego, usando el programa SurfCam Velocity 4.0 se programará el control numérico necesario para la fabricación del escudo.