项目名称: 3D打印过程能耗建模与智能数据模型研究

项目编号: No.51505423

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2016

项目学科: 机械、仪表工业

项目作者: 彭涛

作者单位: 浙江大学

项目金额: 20万元

中文摘要: 我国制造业正处于向能量密集、高质量和高生产率的制造转型期,伴随的高能耗,高污染等产业问题也当引起重视。3D打印技术以其独特的制造方式快速地走入了公众的视线。它的产品生产具有三大基本优势:产品设计灵活、制造灵活和全局资源优化。然而,这一极具潜力的制造技术对环境的影响仍然不明确,制造过程能耗等基础数据仍旧缺乏。本项目以3D打印制造工艺过程为研究对象,从完成的产品设计开始,研究关于设计模型的切分处理,过程参数设置,直到产品离开3D打印设备完成清理的整个工艺过程的能耗模型与智能数据模型。同时,辅以物耗流分析与污染管理研究,针对加工任务动态并发加工的特点建立一套能耗分析与智能决策方法。此外,把能耗数据作为一类重要的信息进行数据建模,为优化3D打印过程能耗、物耗以及环境影响评估提供基础研究理论、实用计算分析方法和充足的数据支持,推动3D打印产业发展,实现产业经济、社会和环境三方面效益的可持续发展。

中文关键词: 能耗模型;3D打印;低碳制造;智能数据模型;能耗分析

英文摘要: The trend towards energy-intensive manufacturing with high quality of product and increased productivity is shaping China’s current manufacturing industry. The following issue of high energy consumption and serious pollution in this industry should be paid great attention to. A distinct manufacturing technology, namely 3D printing, has been widely and rapidly known to the public. Three basic advantages in production are recognised, that is, flexibility in product design, flexibility in fabrication and overall resource optimisation. However, the environmental impact of such a potential technology is unknown, and fundamental manufacturing process data, such as energy consumption, is missing. This project focuses on 3D printing processes, covering from finished product design to completed part fabrication and necessary cleaning. The main work is to establish an energy consumption model and a smart data modelling approach for 3D printing processes, including product model processing, printing parameter setting, and etc. A novel approach for energy analysis and intelligent decision-making is also proposed, considering material flow analysis and waste management. Moreover, energy data are modelled as an important data set, providing basic theory, practical calculation method and sufficient data support, especially for optimization of energy and material consumption, environmental impact assessment. The outcome of this research advances the sustainable development of 3D printing industry, bringing economic, social and environmental benefits.

英文关键词: Energy Modelling;3D Printing;Green Manufacturing;Smart Data Model;Energy Analysis

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