一、我们如何测试打印机（论文文献综述）
郭超凡[1]（2021）在《重组果蔬及其混合凝胶体系的微波高效3D/4D打印研究》文中研究说明食品3D/4D打印是一种新兴的食品加工技术,它不仅具有“个性化定制”食品的潜力,也能够为人与食物之间提供新的互动方式。目前食品3D/4D打印的研究仍存在着3D打印挤出过程尚未明晰、打印效率较低等问题,限制3D/4D打印在实际生产和家庭烹饪中的应用。针对于以上问题,本文首先利用基于有限体积法的计算机流体力学（CFD）建立挤压型食品3D打印机挤出过程的数字模型,辅助了解和研究3D打印挤出过程;将微波加热作为重组果蔬及其混合凝胶3D打印过程的前（预）、中、后（4D刺激源）处理方式,以实现微波辅助的重组果蔬及其混合凝胶高效3D/4D打印。具体工作如下:1)螺杆式和活塞式打印是目前研究和报道较多的两种挤压式3D打印方法。分别建立两种类型打印机挤出过程的CFD模型并进行3D打印试验,对这两种不同的挤压食品3D打印方法的流体流动特性和打印效果进行了比较。CFD模型的流场分析表明,螺杆型食品3D打印机具有复杂的流体特性,挤出管壁与螺杆之间存在间隙和高剪切,在打印高粘度食品过程中存在回流的风险。而活塞型食品3D打印机表现出更简单的流体特性,易于应用和调整。并且通过目前国内市场上可供选择的时印活塞型3D打印机和博力迈螺杆型3D打印机两种类型打印机的打印试验结果表明,相较于螺杆型食品3D打印机,活塞型3D打印机更适合挤出高粘度的食品物料。2)为了探究活塞型挤压3D打印的挤出过程,首先以山药、紫薯、胡萝卜、黄桃、香蕉、绿豆、黑米、薏米、糙米和荞麦10种果蔬、杂粮作为3D打印模型凝胶材料并测定其流变特性。采用Power-law模型拟合凝胶的粘度并输入至活塞型挤压食品3D打印机的CFD模型,探讨10种模型凝胶在打印过程中流动特性及其差异。通过对比和分析不同凝胶在挤压过程中的流场,发现打印不同凝胶所需的模拟活塞压力依次降低,分别为:绿豆（325.5 k Pa）>糙米（253.9 k Pa）>荞麦（223.6 k Pa）>山药（221.9 k Pa）>黑米（170.8 k Pa）>紫薯（164.9 k Pa）>薏米（160.1 k Pa）>胡萝卜（34.53 k Pa）>黄桃（3.655k Pa）>香蕉（2.576 k Pa）。在此基础上,提出利用模拟活塞压力评估3D可打印性的假设,通过最小流动应力和打印试验验证这一假设,并得到了令人满意的一致性。并且,将所选的5种果蔬凝胶按照活塞压力和打印效果划分为三类:可直接打印具有高淀粉含量的紫薯和山药凝胶;可打印但缺乏机械强度的中等淀粉含量胡萝卜凝胶;不能直接打印的低淀粉含量黄桃、香蕉凝胶。同时,通过具有广泛粘度范围的5种不同浓度多糖水凝胶的活塞压力计算和3D打印试验测试这一假设的可行性。通过验证试验发现,基于CFD的活塞压力计算可以辅助评价物料在活塞型挤压食品3D打印过程的可打印性。3)针对无法直接打印的低淀粉含量水果凝胶（以黄桃为例）,通过添加助剂（荞麦粉）结合微波高效预处理提高水果凝胶的3D可打印性。首先,以荞麦淀粉-高甲氧基果胶（BP）凝胶作为黄桃-荞麦混合重组凝胶的模拟体系,探究利用微波加热协同氯化钙（CaCl2）预处理改善模拟凝胶体系的流变特性和打印效果的可行性。流变特性结果表明,微波加热提高了BP凝胶的塑性,CaCl2协同处理显着降低了BP凝胶的粘度,并将最小挤出应力从1230 Pa（蒸制样品,即SC）降低至1000 Pa（微波协同1%CaCl2预处理,即MW+1%）。同时,通过计算机模拟发现协同处理将挤压活塞压力值从141.4 k Pa（SC）降低至125.0 k Pa（MW+1%）,降低了打印难度。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、差示扫描量热仪（DSC）以及低场核磁共振（LF-NMR）测试发现微波加热削弱了凝胶中的氢键相互作用;协同处理通过凝胶中Ca2+与酰胺基团的交联作用,使凝胶发生聚集,这种聚集效应导致与凝胶基质结合的部分水排出,从而降低了凝胶的粘度。3D打印试验表明,与常压蒸制30 min的凝胶样品（SC）相比,微波协同1%CaCl2预处理（MW+1%）30 s可显着提高凝胶的打印精度。对于实际体系,将经前述测试的荞麦粉作为3D打印助剂,基于凝胶强度和3D打印试验选取50%荞麦粉替代黄桃粉,得到具有一定机械强度的黄桃-荞麦混合凝胶,并通过微波协同0.1%CaCl2预处理提高黄桃-荞麦凝胶的可打印性。最终得到的黄桃-荞麦凝胶3D打印保真度可达到96.40%,并作为模型水果混合重组凝胶进行后续的试验。4)以能够打印但缺乏机械强度的中等淀粉含量胡萝卜凝胶作为研究对象,将微波作为辅助手段,在3D打印过程中提高胡萝卜凝胶3D打印产品的机械强度,以改善胡萝卜凝胶打印产品结构稳定性并提高打印效率。首先,通过3D打印试验确定了10 mm高的胡萝卜凝胶能够支撑自身质量。基于此,以（?）30 mm×10 mm的圆柱打印产品测试了不同微波功率的干燥曲线、微波加热不同时间胡萝卜凝胶的水分状态和皱缩程度,发现微波加热能够快速干燥胡萝卜凝胶基质中的不易流动水并降低其流动性,但是长时间微波加热也相应地会造成3D打印产品皱缩,影响打印精度。通过不同水分胡萝卜凝胶的物性分析和流变学特性分析发现,经脱水后胡萝卜凝胶的机械强度会得到提高,但3D打印活塞压力也会相应地提高。基于以上结果,将微波加热（100 W）与3D打印结合,在3D打印过程中利用微波加热辅助干燥胡萝卜凝胶以提高3D打印产品的形状稳定性。微波加热（100 W,1 min）结合3D打印（每打印10 mm补偿-0.5 mm的高度）能够在不影响打印产品外观的前提下提高胡萝卜打印产品的结构稳定性,通过测试发现微波加热辅助3D打印能实现不同高度（20、30、40、50 mm）产品的构造。最终,以助剂（2%结冷胶,w/w）添加的胡萝卜凝胶作为对照,通过3D打印试验测试微波辅助方法与对照方法对于高速（120 mm/s）打印的适应性。结果发现,对照方法虽然能够在20 mm/s的打印速度下实现（?）30 mm×30 mm圆锥的打印,但在120 mm/s的打印速度下打印精度较差。然而,微波辅助3D打印的方法能够顺利完成胡萝卜凝胶高速（120 mm/s）打印过程,并相较于对照方法（2%结冷胶添加,20 mm/s打印速度）提升了5倍的打印速度;此外,相较于对照方法（a*值,25.79）,微波辅助3D打印方法制作产品的a*值（37.44）更高,更加倾向于红色并具有更好的色泽。5)探究了以微波加热为刺激源,明胶-阿拉伯胶-混合油（辣椒红色素、肉桂醛精油和玉米油）复合凝聚微胶囊为刺激响应材料,在黄桃混合凝胶（黄桃-荞麦）中通过微波后处理实现了微波诱导的变色、变风味4D打印。包埋混合油的微胶囊在打印前的形态为多核囊状结构。添加不同质量分数的微胶囊可提高黄桃混合凝胶的储能模量和损耗模量,但对黄桃混合凝胶的粘度和挤压活塞压力影响有限。3D打印后,微胶囊在混合凝胶中因受到剪切作用(214.8～257.4 s-1)而从核囊状变味梭形;再经微波加热后,黄桃混合凝胶中的微胶囊逐渐被破坏,从而导致包埋的混合油的释放。经微波加热后,含有微胶囊的黄桃混合凝胶的a*值相较于未添加微胶囊的凝胶具有更大幅度的提高。微波加热4 min后,（E）-肉桂醛的含量增加了2倍以上,而黄桃混合凝胶的原始风味保持不变。此外,添加0.5%、1%、5%（w/w）的微胶囊也能显着提高黄桃混合凝胶的打印性能。6)探究并开发了利用微波后处理实现重组果蔬及其混合凝胶高效微波诱导的变形、变色、变风味同步4D打印的策略。首先,以模型水果混合凝胶（黄桃-荞麦凝胶）作为测试材料用于3D打印;利用计算机辅助设计（CAD）设计能够在特定位置产生微波热点的结构;并以微波加热作为刺激源,实现微波诱导快速变形。不同模型结构的探究结果发现,微波加热的热点通常发生在模型“沟壑”处。微波功率越大造成的不均匀加热现象越显着,即形成更强的热点,引发更大程度的变形和更快的变形速率;单叶片和四叶片结构模型在200 W微波功率下分别能在30 s和90 s内弯曲36.7°和55.0°。通过计算机模拟辅助分析发现,微波的不均匀加热与3D打印产品交互作用产生热点并形成的局部膨化是诱导3D打印产品发生4D变形的驱动力。同时,分别通过热风加热以及多孔结构模型试验验证了膨化驱动4D变形的假设。在以上探究试验的基础上,使用前述测试中可直接打印的蔬菜凝胶（山药、紫薯）验证了本策略的适用性。并且,通过微波后处理诱导的高效4D策略可以克服并实现传统沉积式食品3D打印机无法实现的无支撑悬空结构的塑造。该4D变形策略与变色、变风味微胶囊协同,实现了微波诱导的变形、变色、变风味同步4D打印。
卞冰霄[2]（2021）在《基于内模控制的3D打印机运动优化方法》文中指出3D打印技术作为新兴制造方式中的一个关键分支,与传统加工技术相比具有制造能力强、加工成本低、材料利用率高等显着优势,其中熔融沉积成型技术（FDM）因其整机结构简单及价格低廉的特点,已成为3D打印行业中最常见的应用形式。但是,由于FDM型打印机常处于低载荷、高速度、频繁切换方向的往复运动状态,极易引发电机丢步并产生有害振动,导致打印机成型质量变差、工作效率降低,甚至会引起各装配部件的松动、磨损和疲劳失效,降低机器的工作寿命。因此,如何立足低成本理念优化打印机的运动控制,有效提升打印效率和成型质量具有重要的科学意义和工程价值。本文从有效抑制振动的角度出发,深入剖析了打印机的机械结构和传动特点,以此为基础,利用先独立后集成的方法,结合Lagrange方程法,研究了同步带形变和电机转子力学特性对传动效率的影响规律,构建了打印喷头和打印平台的动力学模型。考虑到模型不确定性对控制精度和效率的影响,引入对模型失配敏感度低且可以抑制扰动等不确定影响因素的内模控制算法,提出在内模PI控制的负反馈通道中添加可等效为外界扰动与输入前馈叠加效果的内模回路,实现低成本前提下3D打印机运动控制的优化。通过数值算例对控制算法进行仿真分析,结果显示使用双内模协同作用构成的复合控制,能取得更优的目标轨迹跟踪性能与扰动抑制效果,进而提升了调控灵活性、工作效率及成型质量。基于上述算法,构建了优化打印机运动的控制框架,并利用dSPACE软硬件系统实时控制打印机运动。对比不同加速度极限下,打印零件在使用不同控制方案前后的成型质量和打印效率,实验结果表明本文提出的内模改进算法能明显克服振动干扰和模型失配给运动控制带来的难题,具有更优的目标轨迹跟踪性能,能够满足系统对鲁棒性和动态响应速度的要求,验证了双内模控制算法可以有效提升打印效率和成型精度,对3D打印机的运动优化效果具有显着优越性。此外,本文的动力学建模过程为打印机后续进行更深入地开发与改进提供了依据,针对步进驱动系统的运动控制器设计及参数整定方法也具有一定的工业参考价值。
王圣[3]（2021）在《基于FPGA的工业标签打印机关键控制技术研究》文中研究表明
史启盟[4]（2021）在《高速运动物体图像识别与压缩方法研究》文中进行了进一步梳理运动物体视频图像包含着许多重要的信息数据,而高速运动物体由于速度较快,其运动图像存在采集失真、处理复杂以及分析效果差等方面的问题。本课题以高速运动物体为研究对象,分别进行了图像识别与图像压缩方法的研究,并选取实际工业中的3D打印机高速移动激光点红外图像和高速运动固定翼无人机视频图像分别进行了算法验证及结果分析。主要研究内容如下:（1）分析了高速运动物体图像特征及图像识别过程,提出了基于改进卷积神经网络的高速运动物体图像识别方法。根据高速运动物体运动速度快导致的成像模糊,使得传统的图像识别方法人为提取图像特征困难的问题,采用基于卷积神经网络（CNN）的深度学习方法进行图像识别研究,并针对现有的CNN方法存在的训练效率差、准确率低的问题设计了相关改进方案来提高图像识别的快速性和准确性。（2）针对3D打印机高速移动激光点红外图像进行图像识别研究,分别建立了CNN和改进CNN两种激光点图像识别模型,对两种模型进行对比分析,实验结果表明改进后的CNN模型大大提高了识别效率和准确率;最后利用改进后的CNN模型进行激光中心点温度预测,在误差范围内取得了很好的预测结果。（3）研究了高速运动物体视频图像冗余信息,提出了基于帧内编码和帧间预测结合的高速运动物体视频压缩方法。以静态图像压缩为基础,在传统BP神经网络的基础上加入小波变换的方法进行图像压缩以减少帧内的空间冗余信息,同时针对高速运动物体的视频序列进行了运动信息补偿从而减少帧间的时间冗余信息,最终重构后的视频在保证关键运动信息的前提下大大减少视频数据量。（4）针对高速运动固定翼无人机视频进行图像压缩研究,先对单帧的无人机运动图像进行基于小波变换和神经网络结合的帧内有损压缩,再对压缩后的无人机序列进行基于运动估计和运动补偿的帧间预测编码,最后对压缩前后的无人机运动视频进行目标跟踪和视频传输效果方面的对比分析,结果表明该压缩系统在保留无人机运动信息的情况下可以大大减少冗余数据信息,提高传输效率。
郝星星[5]（2021）在《基于可打印的双网络水凝胶材料的离子皮肤开发》文中提出受人体皮肤启发,能够模拟人体皮肤感知能力、生理特性的离子皮肤在近些年的研究中迅猛发展。离子皮肤在生物体内信号监测、生物体表信号监测、组织修复过程监测、可穿戴设备、仿生设备、柔性机器人等领域有广泛的应用前景。离子皮肤一般由基底材料和感知材料两部分组成。基底材料采用与人体组织结构相似的水凝胶材料,感知材料采用易于电离的化合物。易于电离的化合物在水凝胶网络中可以电离出大量可定向移动的离子。当离子皮肤受到外力时,离子在水凝胶中的分布会发生改变,从而导致离子皮肤的电容值或电阻值发生相应的变化。与无机材料制成的仿生皮肤相比,离子皮肤具有更好的生物相容性。然而与人体皮肤相比,已开发的离子皮肤依然存在空间感知分辨率过低的缺点。本文的主要目的是构建一种高灵敏度、高空间分辨率的离子皮肤阵列。主要工作分为以下三部分:（1）从材料角度出发,设计了不同弹性模量的双网络水凝胶,其中明胶通过物理交联形成第一重网络,聚丙烯酰胺通过化学交联形成第二重网络。明胶形成的物理网络具有优异的剪切变稀性能,可以为后续离子皮肤的3D打印提供打印基础。通过流变实验探究了不同浓度的明胶网络剪切变稀性能及自修复性能。在明胶网络的基础上,通过紫外光引发聚丙烯酰胺网络交联,从而形成明胶-聚丙烯酰胺双网络水凝胶。探究了双网络水凝胶的力学性能。在双网络水凝胶的材料中加入浓度为1mol/L的Na Cl,使得水凝胶中包含大量的离子液体。这些离子液体可以为外界刺激的感知和传输提供信号通路。（2）从制造方法层面,搭建了一台用于离子皮肤阵列打印的3D挤出式生物打印平台。其中机械结构部分采用滚珠丝杆作为执行部分,嵌入式底层控制采用STM32F407系列芯片作为主控芯片。上位机软件采用QT开发平台,开发出一款适用于挤出式3D打印机的实时控制软件。为了更好地对离子皮肤阵列进行打印路径设计,采用QT平台开发出一款打印路径设计软件。通过优化打印路径,大大减少了离子皮肤阵列的引脚数量。3D挤出式生物打印平台不仅可以运用于离子皮肤的打印,在组织工程、人造器官等领域也有广泛的应用前景。（3）利用3D挤出式生物打印平台对明胶-聚丙烯酰胺双网络水凝胶进行离子皮肤阵列的打印。通过打印路径优化和调试不同的打印参数,打印出高灵敏度、高空间分辨率的仿生离子皮肤阵列。这种仿生离子皮肤阵列可以模仿皮肤的特性,对外界刺激做出相应的感知。在仿生离子皮肤阵列中,每一个单元都可以独立感知外界刺激,以此来模仿人体皮肤对外界刺激的真实感知状态。同时可以进行打印路径的图案化设计,实现离子皮肤的个性化打印,以适用于不同的应用场景。综上所述,本文的主要工作是通过搭建的3D挤出式生物打印平台和明胶-聚丙烯酰胺双网络水凝胶构建一种高灵敏度、高空间分辨率的仿生离子皮肤阵列。这种仿生离子皮肤阵列具有良好的感知能力,在信号监测、个人医疗、柔性机器人等领域有广泛的应用前景。
孙建其[6]（2021）在《基于FPGA的皮肤打印机控制系统设计与研究》文中研究说明近年来,因烧伤、交通事故等原因,皮肤损伤或功能缺失的病例数量持续上升,生物再生材料和移植皮肤的缺口逐年增加,这对我国健康医疗事业提出了新的挑战。因此,在十四五规划中,国家将生命科学和信息技术上升到国家科技战略层面,期望研发新技术以改变传统的自体移植皮肤烧伤治疗方案。在此基础上,3D生物打印技术逐渐兴起,被广泛的应用于皮肤组织再生领域,为皮肤烧伤治疗提供了新方向。然而,现有的3D生物打印技术在皮肤打印的稳定性和打印速度方面还不理想。针对现有问题,本文将设计一款专用于打印皮肤的3D打印机控制系统,加快打印速度,提高打印的稳定性。主要研究内容如下:（1）设计了生物3D皮肤打印机的硬件结构。以FPGA为主控制器,设计了其外围电路、雾化电路和加热电路,同时采用电磁阀和气压挤出相结合的方式解决了现有打印机的拖尾和出料不均匀的问题。（2）实现了基于遗传算法优化神经网络的步进电机转速控制方法。本文利用基于遗传算法优化神经网络的PID控制器来实时调节步进电机的转速,改善了传统PID控制器只能应用于线性和时不变的工作场景,解决了现有打印机的速度和稳定性的问题。同时将训练好的网络在FPGA上实现,利用FPGA并行性和流水线的特性,大大提高了算法的运行速度,节约了功耗。（3）构建了基于FPGA的生物3D皮肤打印软件控制系统。本文利用FPGA并行性和流水线的特性,在FPGA上设计了打印机的软件控制系统,提高了系统的速度和稳定性,缓解了电机在快速启动和停止过程中造成的电机磨损问题。主要包括系统的通信模块、加减速控制器以及神经网络在FPGA上实现。（4）完成了生物3D皮肤打印机集成测试。研究了0-60℃温度范围内的系统温控精度,使温控精度达到0.3℃以内;对PC端和FPGA的通信进行重复实验,证明了系统通信正确性以及稳定性;最后研究了实物打印方法,打印时间缩短近10%;明显改善了打印线条和皮肤支架的稳定性
刘艺炜[7]（2021）在《皮肤3D打印三维移动平台搭建与温度控制系统设计》文中研究表明随着人口老龄化加剧,各种重大疾病频发,越来越多的人需要使用组织器官移植的手段来恢复健康、延续生命。然而不幸的是,目前器官的捐赠数量远远达不到病人的需求量,而且异体器官移植的患者也会因为免疫排斥需长期服用药物,3D生物打印正是为解决这个问题产生的。本课题紧跟这一热点,本研究围绕3D生物打印机的构建,设计了一种可三维移动平台系统和温度控制系统。以满足3D生物打印机的功能需求,并通过打印支架,测试温度控制系统的温控性能以及三维移动的支架打印性能。为实现打印机的三维运动,搭建了可X、Y、Z轴运动的平台,设计了步进电机DM422驱动器控制X、Y、Z轴的运动平台。为保证电机的足够精度,步进电机细分参数设为4000。设计了移动平台总体框架,分析了平台移动控制策略,设计了电路和控制程序。另一方面,设计了温度控制系统;建立了温度控制模型,并加入模糊控制算法提高了温度系统的温度控制效果。通过对温控系统的升降温实验测试、以及恒温测试,温控系统达到了0.7°C的控制精度,基本满足了系统需求。使用1%、3%浓度的海藻酸钠溶液打印出来的支架水分较易蒸发、打印的液滴容易汇聚在一起。使用5%的海藻酸钠溶液打印出来的皮肤支架模型成型效果较好,支架线条清晰且不易蒸发。通过测试支架孔隙率为1×1mm、纤维直径0.5mm,验证三维移动平台用于打印和构建人工组织的可行性。
马凯[8]（2021）在《基于人工神经网络的数码设备颜色特性化研究》文中研究表明人们在通过数码设备获取彩色图像信息时,由于每种设备的显色原理不同,它们都具有独立的颜色特性。不同设备之间颜色传递需要颜色管理系统其中构建颜色管理系统最重要的一环就是颜色特性化。传统颜色特性化方法运算复杂,数据需求量高。因此,论文围绕人工神经网络法对数码相机和彩色打印机的颜色特性化问题,在D65标准光源下利用径向基函数（RBF）神经网络进行研究,并且与BP神经网络进行结果对比,证明RBF神经网络在数码相机和彩色打印机颜色特性化问题上具有更低的色差。完成的具体工作如下:（1）基于RBF和BP神经网络的数码相机颜色特性化研究。利用Canon G11数码相机拍摄The X-rite Color Checker Digital SG 140色色卡,采集色块的RGB数据,用光谱仪采集到的数据计算出每个色块的XYZ值,最后利用RBF神经网络和BP神经网络建立颜色特性化模型,70组数据作为训练集,70组数据作为测试集。最终RBF神经网络在最优情况下的训练集CMC（1:1）?色差为1.72,CIE LAB?E*ab色差为1.79,测试集CMC（1:1）?色差为3.95,CIE LAB?E*ab色差为4.89,色差结果均优于BP神经网络。（2）基于RBF和BP神经网络的彩色打印机颜色特性化研究。均匀分割彩色打印机的RGB颜色空间,建立126个色块的训练和测试数据集,计算出每个色块的XYZ值。最后利用RBF和BP神经网络建立模型。最终RBF网络在最优情况下的训练集CMC（1:1）?色差为1.30,CIE LAB（?）E*ab色差为2.30,测试集CMC（1:1）?色差为3.60,CIE LAB（?）E*ab色差为5.65,色差结果均优于BP神经网络。（3）基于RBF和BP神经网络的数码相机和彩色打印机反向特性化研究。利用RBF和BP神经网络建立反向颜色特性化模型,再用欧式距离作为标准衡量?R、?G和?AB的误差。其中RBF网络下数码相机训练误差为4.21,测试误差为8.86,该结果优于BP神经网络下利用相同数码相机数据集的训练和测试误差。而打印机的误差过大,最后通过样本分布分析色差过大原因。
刘慧[9]（2021）在《基于STEAM教育理念的中职《3D打印》课程教学模式研究》文中研究说明在《中国制造2025》政策纲领之下,教育部相继推出多项政策鼓励中职学校大力开设《3D打印》课程,培养3D打印技术专业人才。3D打印技术是机械工程、电子信息、工业设计等多学科融合产物,而STEAM（Science、Technology、Engineering、Arts、Mathematics）教育理念强调跨学科地综合运用,注重科学探究能力、设计创新能力、工程实践能力地培养。因此,将STEAM教育理念融入中职《3D打印》课程,改善课堂教学效果,提升学生综合素养,符合教育改革的要求,具有重要的理论与实践意义。首先,对国内外《3D打印》课程、STEAM教育理念的相关文献进行大量查阅、分析,界定《3D打印》课程、STEAM教育理念的核心概念。再对情境学习理论、建构主义理论、做中学理论以及工程学思想进行阐述,作为教学模式构建的理论依据。其次,通过问卷调查法和访谈调查法,对中职《3D打印》课程进行调研,发现学生存在技术实操生硬、工程思维薄弱、情感态度消极等问题,借助STEAM教育理念的核心优势为问题提供解决途径。然后,阐述STEAM教育理念与中职《3D打印》课程的融合条件;将趣味性、多维性、协作性以及项目性作为教学模式的设计原则;以5E教学模式为基础,结合工程设计流程,依照理论依据、教学目标、操作程序、教学评价、实现条件五大要素构建基于STEAM教育理念的中职《3D打印》课程教学模式。最后,基于教学模式实施《笔筒设计》、《手机支架设计》、《合页设计》三轮行动研究,对行动研究进行总体规划,分析学生学情、制定前端设计;依照制定计划、行动实施、观察分析、反思调整的步骤实施教学;根据课堂观察、学习评价、量表测评、学生作品等数据检验教学效果,对行动研究进行效果评价。研究结果表明,将STEAM教育理念融入中职《3D打印》课程,构建基于STEAM教育理念的中职《3D打印》课程教学模式,在教学实施过程中能够夯实学生的技术实操、强化学生的工程思维、改善学生的情感态度,取得一定的课堂教学效果。希望通过本次教学研究,为中职《3D打印》课程地开展提供一些经验参考,也为中职学生将来从事3D打印技术相关工作奠定基础。
曹汉[10]（2021）在《连续纤维增强热塑性复合材料3D打印实验平台设计与开发》文中研究指明碳纤维复合材料比强度、比刚度高且耐热性、耐腐蚀性好,正成为目前新材料领域的重要资源,但传统成型工艺较为复杂且高成本、高污染。在这样的产业背景下,一些新型复合材料成型工艺开始得到重视,其中复合材料3D打印技术就是一种实现复合材料增材制造的快速成型工艺,在国外碳纤维3D打印机已经实现商品化,但我国还迟迟没有研发出较为成熟的产品。因此,自主研发出一款碳纤维复合材料3D打印机具有重要的意义,本文通过研究传统FDM类型3D打印工艺及现有的复合材料3D打印工艺,比较关键参数及喷头结构,针对碳纤维预浸丝在3D打印过程中可能会遇到的堵丝、断丝等问题进行分析并对喷头结构进行优化,在此基础上搭建连续碳纤维复合材料预浸丝3D打印实验平台。首先,对比了几种基于FDM（熔融沉积）工艺的3D打印机结构,选择XYZ型结构作为主框架,并在此基础上分别进行XYZ3轴的运动机构设计。根据碳纤维预浸丝的特性,设计可以分别打印树脂材料及碳纤维预浸丝的喷头,通过有限元仿真验证了喷嘴内圆角对预浸丝断丝的影响并根据仿真结果进行加工。根据喷头结构,设计了一款可拆卸式的连续碳纤维剪丝机构。其次,在已经搭建的3D打印实验平台上,开发3D打印实验平台控制系统,控制系统分为硬件和软件部分。硬件部分包括控制器、限位开关、伺服驱动器、加热棒、热床等。软件部分包括基于固高OpenCNC数控平台组件的人机交互界面开发,通讯模块、测温模块、加热模块及剪丝模块等3D打印辅助模块的编程。最后,对搭建好的3D打印实验平台各部分进行校准和调试,包括运动精度校准、剪丝机构调试、温控模块调试等。各部分调试工作完成后,进行打印测试及打印件的拉伸试验,最后设计超声振动辅助3D打印成型实验探究超声振动对复合材料成型质量的影响。
二、我们如何测试打印机（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、我们如何测试打印机（论文提纲范文）
（1）重组果蔬及其混合凝胶体系的微波高效3D/4D打印研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 食品3D/4D打印概述 |
| 1.1.1 食品3D打印的模型建立 |
| 1.1.2 挤压型食品3D打印系统概述 |
| 1.1.3 3D打印原料的预处理 |
| 1.1.4 3D打印产品的后处理 |
| 1.1.5 食品4D打印 |
| 1.2 果蔬混合凝胶体系3D/4D打印的研究进展 |
| 1.2.1 果蔬混合凝胶体系3D打印的研究进展 |
| 1.2.2 果蔬混合凝胶体系4D打印的研究进展 |
| 1.3 微波加热概述 |
| 1.3.1 微波加热在果蔬组织/凝胶加工中的应用 |
| 1.3.2 微波在重组果蔬及其混合凝胶3D打印中的应用 |
| 1.4 计算机模拟技术 |
| 1.4.1 计算机模拟3D/4D打印的研究进展 |
| 1.4.2 计算机模拟微波加热的研究进展 |
| 1.5 立题背景和研究意义 |
| 1.6 本课题主要研究内容 |
| 第二章 基于计算机模拟的挤压式3D打印机类型评价和选择 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 材料与设备 |
| 2.2.1 试验材料 |
| 2.2.2 试验设备 |
| 2.3 试验方法 |
| 2.3.1 计算机模拟 |
| 2.3.2 打印试验 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 不同类型打印机的模拟流线和速度场评价 |
| 2.4.2 不同类型打印机的模拟剪切速率分布评价 |
| 2.4.3 不同类型打印机的模拟压力分布评价 |
| 2.4.4 基于3D打印试验的不同类型打印机选择 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于计算流体力学模拟的挤压式3D打印研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与设备 |
| 3.2.1 试验材料 |
| 3.2.2 试验设备 |
| 3.3 试验方法 |
| 3.3.1 样品制备 |
| 3.3.2 流变特性测定 |
| 3.3.3 3D打印试验 |
| 3.3.4 计算机模拟 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 模型凝胶的流变特性 |
| 3.4.2 模型凝胶3D打印过程中模拟剪切速率分布 |
| 3.4.3 模型凝胶3D打印过程中模拟粘度分布 |
| 3.4.4 模型凝胶3D打印过程中模拟压力分布 |
| 3.4.5 模型凝胶最小流动应力分析 |
| 3.4.6 模型凝胶3D打印试验 |
| 3.4.7 不同多糖水凝胶模拟活塞压力评价方法的验证试验 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 微波高效预处理协同Ca~(2+)改善水果混合凝胶体系3D打印研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料与设备 |
| 4.2.1 试验材料 |
| 4.2.2 试验设备 |
| 4.3 试验方法 |
| 4.3.1 样品制备 |
| 4.3.2 流变特性测定 |
| 4.3.3 活塞压力计算 |
| 4.3.4 傅里叶变换红外光谱测定 |
| 4.3.5 热特性测定 |
| 4.3.6 低场核磁共振分析 |
| 4.3.7 3D打印试验 |
| 4.3.8 数据分析 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 不同预处理方式制备的模拟体系凝胶的流变特性 |
| 4.4.2 不同预处理方式制备的模拟体系凝胶最小流动应力分析 |
| 4.4.3 不同预处理方式制备的模拟体系凝胶内作用力分析 |
| 4.4.4 不同预处理方式制备的模拟体系凝胶的热特性分析 |
| 4.4.5 不同预处理方式制备的模拟体系凝胶的水分状态分析 |
| 4.4.6 不同预处理方式制备的模拟体系凝胶3D打印性能 |
| 4.4.7 黄桃混合凝胶体系配方的确定 |
| 4.4.8 微波协同氯化钙预处理优化黄桃混合凝胶的可打印性 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 微波辅助高效挤压式3D打印胡萝卜蔬菜凝胶的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料与设备 |
| 5.2.1 试验材料 |
| 5.2.2 试验设备 |
| 5.2.3 微波辅助活塞型挤压3D打印系统 |
| 5.3 试验方法 |
| 5.3.1 样品制备 |
| 5.3.2 直接3D打印 |
| 5.3.3 微波辅助3D打印 |
| 5.3.4 物理尺寸测定 |
| 5.3.5 水分含量测定 |
| 5.3.6 低场核磁共振分析 |
| 5.3.7 压缩测试 |
| 5.3.8 流变测试 |
| 5.3.9 活塞压力值计算 |
| 5.3.10 颜色测定 |
| 5.3.11 数据分析 |
| 5.4 结果与讨论 |
| 5.4.1 最低稳定高度试验 |
| 5.4.2 不同微波功率下胡萝卜凝胶的脱水速率 |
| 5.4.3 微波脱水后胡萝卜蔬菜凝胶水分状态分析 |
| 5.4.4 不同水分含量胡萝卜蔬菜凝胶的机械强度 |
| 5.4.5 不同水分含量胡萝卜蔬菜凝胶的流变特性及活塞压力 |
| 5.4.6 微波脱水后3D打印产品的形状变化 |
| 5.4.7 不同微波辅助活塞型挤压3D打印方法试验 |
| 5.4.8 微波辅助活塞型挤压3D打印方法打印不同高度模型测试 |
| 5.4.9 微波辅助高速3D打印测试试验 |
| 5.5 本章小节 |
| 第六章 微波后处理诱导黄桃混合凝胶复合凝聚微胶囊释放的变色/风味4D打印策略 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 材料与设备 |
| 6.2.1 试验材料 |
| 6.2.2 试验设备 |
| 6.3 试验方法 |
| 6.3.1 复合凝聚微胶囊的制备 |
| 6.3.2 热重分析 |
| 6.3.3 3D打印样品制备 |
| 6.3.4 流变特性测定 |
| 6.3.5 3D打印 |
| 6.3.6 微波加热 |
| 6.3.7 颜色测定 |
| 6.3.8 微胶囊形态观察 |
| 6.3.9 活塞挤出压力和喷嘴处剪切速率计算 |
| 6.3.10 气相色谱-质谱法联用测定风味物质变化 |
| 6.3.11 数据分析 |
| 6.4 结果与讨论 |
| 6.4.1 含色素和肉桂醛精油的复合凝聚物的制备及表征 |
| 6.4.2 添加微胶囊对黄桃混合凝胶流变学特性的影响 |
| 6.4.3 微胶囊在打印和微波加热过程中的微观形态特征 |
| 6.4.4 微胶囊添加3D打印黄桃混合凝胶的颜色变化 |
| 6.4.5 微胶囊添加3D打印黄桃混合凝胶的风味变化 |
| 6.4.6 不同质量分数微胶囊添加黄桃混合凝胶3D打印试验 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 微波后处理诱导重组果蔬及其混合凝胶的变形、变色、变风味同步4D打印 |
| 7.1 前言 |
| 7.2 材料与设备 |
| 7.2.1 试验材料 |
| 7.2.2 试验设备 |
| 7.3 试验方法 |
| 7.3.1 样品制备 |
| 7.3.2 样品3D打印 |
| 7.3.3 4D变形试验 |
| 7.3.4 变形程度测定 |
| 7.3.5 温度分布测定 |
| 7.3.6 计算机模拟微波加热 |
| 7.3.7 颜色测定 |
| 7.3.8 风味测定 |
| 7.3.9 4D变化完成度计算 |
| 7.3.10 数据分析 |
| 7.4 结果与讨论 |
| 7.4.1 模型设计与变形的关系 |
| 7.4.2 不同微波功率对变形效果的影响 |
| 7.4.3 利用计算机模拟辅助分析变形过程 |
| 7.4.4 4D变形机理的验证试验 |
| 7.4.5 其它蔬菜凝胶验证4D变形试验 |
| 7.4.6 微波诱导4D定向变形的应用 |
| 7.4.7 颜色、风味、形状同时变化的4D打印策略 |
| 7.5 本章小结 |
| 主要结论与展望 |
| 主要结论 |
| 展望 |
| 论文创新点 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录:作者在攻读博士学位期间发表的论文 |
（2）基于内模控制的3D打印机运动优化方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 3D打印技术的发展与特点 |
| 1.2.1 3D打印技术的发展 |
| 1.2.2 3D打印技术的特点 |
| 1.3 研究现状 |
| 1.3.1 打印机结构优化研究现状 |
| 1.3.2 打印机控制器优化研究现状 |
| 1.4 研究内容 |
| 2 3D打印机的动力学建模与分析 |
| 2.1 打印机的结构分析 |
| 2.2 打印机的动力学建模 |
| 2.2.1 非线性动力学模型 |
| 2.2.2 线性动力学模型 |
| 2.3 打印机的振动特性 |
| 2.3.1 振动信号测试系统 |
| 2.3.2 振动信号分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 3D打印机的运动控制分析 |
| 3.1 驱动原理分析 |
| 3.2 运动控制策略分析 |
| 3.2.1 步进电机的开环控制 |
| 3.2.2 传统PID控制 |
| 3.3 内模控制 |
| 3.3.1 内模控制的原理 |
| 3.3.2 内模控制的基本性质 |
| 3.3.3 内模控制的基本设计方法 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 3D打印机内模控制架构的优化 |
| 4.1 内模PI控制 |
| 4.2 前馈控制 |
| 4.3 双内模控制 |
| 4.4 运动控制策略的仿真分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 3D打印机运动控制优化的实验研究 |
| 5.1 实验设备 |
| 5.2 动力学特性的实验分析 |
| 5.3 内模控制运动优化的实验与分析 |
| 5.3.1 成型质量的对比分析 |
| 5.3.2 打印效率的对比分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
（4）高速运动物体图像识别与压缩方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 图像识别研究现状 |
| 1.2.2 图像压缩研究现状 |
| 1.2.3 高速运动物体研究现状 |
| 1.3 课题主要内容和结构 |
| 2 高速运动物体图像识别方法 |
| 2.1 高速运动物体图像特征分析 |
| 2.2 图像识别过程 |
| 2.3 基于卷积神经网络的图像识别 |
| 2.3.1 卷积神经网络基本结构 |
| 2.3.2 卷积神经网络参数训练 |
| 2.3.3 卷积神经网络图像识别流程 |
| 2.4 卷积神经网络改进方法 |
| 2.4.1 网络结构改进 |
| 2.4.2 标准化和正则化 |
| 2.4.3 多层特征融合 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于卷积神经网络的高速移动激光点图像识别 |
| 3.1 3D打印激光束特点分析 |
| 3.2 激光点图像数据采集系统设计 |
| 3.2.1 红外图像采集装置 |
| 3.2.2 红外摄像头采集模块 |
| 3.2.3 串口数据传输模块 |
| 3.2.4 激光温度数据采集过程 |
| 3.3 激光点红外图像识别过程 |
| 3.3.1 激光图像识别流程 |
| 3.3.2 图像数据预处理 |
| 3.3.3 数据集制作及参数设置 |
| 3.3.4 CNN及改进CNN模型 |
| 3.3.5 模型训练及结果分析 |
| 3.4 激光中心点温度预测 |
| 3.4.1 测试集处理 |
| 3.4.2 预测结果及实验分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 高速运动物体视频图像压缩方法 |
| 4.1 数据的冗余与压缩 |
| 4.1.1 数据的冗余类型 |
| 4.1.2 数据压缩分类 |
| 4.1.3 压缩评价指标 |
| 4.2 静态图像压缩 |
| 4.2.1 图像压缩系统构成 |
| 4.2.2 基于小波变换的图像数据压缩 |
| 4.2.3 基于BP神经网络的图像数据压缩 |
| 4.3 序列图像中的运动信息处理 |
| 4.3.1 运动序列图像特点 |
| 4.3.2 高速运动物体视频分割 |
| 4.3.3 基于运动估计的帧间预测编码 |
| 4.4 高速运动视频图像压缩系统 |
| 4.4.1 视频图像压缩整体流程 |
| 4.4.2 压缩重构示例 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于帧内和帧间编码的高速无人机视频图像压缩 |
| 5.1 高速无人机视频传输系统 |
| 5.2 基于小波神经网络的无人机静态图像压缩 |
| 5.2.1 视频图像关键帧提取 |
| 5.2.2 小波神经网络图像压缩 |
| 5.2.3 图像重构及结果分析 |
| 5.3 基于帧间预测编码的无人机视频序列压缩 |
| 5.3.1 基于三帧差分的无人机目标分割 |
| 5.3.2 基于块匹配的无人机运动估计 |
| 5.4 无人机视频重构及结果分析 |
| 5.4.1 视频重构 |
| 5.4.2 视频压缩前后结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
（5）基于可打印的双网络水凝胶材料的离子皮肤开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 文献综述 |
| 1.1 皮肤的基本结构 |
| 1.2 仿生皮肤的材料体系 |
| 1.3 基于电子感知的仿生皮肤 |
| 1.3.1 无柔性基底的仿生皮肤 |
| 1.3.2 以PDMS为柔性基底的仿生皮肤 |
| 1.3.3 以聚酯材料为柔性基底的仿生皮肤 |
| 1.3.4 以氢键网络为柔性基底的仿生皮肤 |
| 1.3.5 以聚乳酸材料为柔性基底的仿生皮肤 |
| 1.3.6 基于电子感知的仿生皮肤小结 |
| 1.4 基于离子感知的仿生皮肤 |
| 1.4.1 基于聚丙烯酰胺水凝胶的仿生皮肤 |
| 1.4.2 基于ACC/PAA/藻酸盐水凝胶的仿生皮肤 |
| 1.4.3 基于热响应双网络水凝胶的仿生皮肤 |
| 1.4.4 基于离子感知的仿生皮肤小结 |
| 1.5 生物3D打印在仿生皮肤中的应用 |
| 1.5.1 挤出式3D打印在仿生皮肤中的应用 |
| 1.5.2 光固化打印在仿生皮肤中的应用 |
| 1.6 仿生皮肤小结 |
| 1.7 本文主要研究思路 |
| 2 用于离子皮肤打印的双网络水凝胶研发 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 材料和仪器 |
| 2.2.2 明胶网络的制备 |
| 2.2.3 聚丙烯酰胺水凝胶的制备 |
| 2.2.4 基于聚丙烯酰胺的离子皮肤的制备 |
| 2.2.5 基于聚丙烯酰胺的离子皮肤灵敏度测量 |
| 2.2.6 双网络水凝胶的制备 |
| 2.2.7 明胶网络和双网络水凝胶的流变学测试 |
| 2.2.8 双网络水凝胶的力学测试 |
| 2.2.9 明胶网络的挤出测试 |
| 2.3 实验结果与讨论 |
| 2.3.1 明胶网络浓度的选择 |
| 2.3.2 明胶网络的自修复性能 |
| 2.3.3 聚丙烯酰胺浓度对离子皮肤灵敏度的影响 |
| 2.3.4 双网络水凝胶的频率扫描 |
| 2.3.5 双网络水凝胶的温度扫描 |
| 2.3.6 用于离子皮肤的双网络水凝胶参数选择 |
| 2.3.7 双网络水凝胶的力学性能 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 挤出式生物3D打印平台的搭建 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 挤出式生物3D打印平台系统架构 |
| 3.3 3D打印平台 |
| 3.4 3D打印平台的系统构成 |
| 3.4.1 二维平面打印路径生成 |
| 3.4.2 三维模型打印路径生成 |
| 3.4.3 上位机交互 |
| 3.4.4 数控系统 |
| 3.5 三维模型的打印效果 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 高空间分辨率的离子皮肤的制备和感知 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 离子皮肤阵列的设计及打印 |
| 4.3 离子皮肤的压力感知和应用 |
| 4.3.1 一个单元的离子皮肤的压力感知 |
| 4.3.2 离子皮肤阵列的压力感知 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A 二维平面路径生成算法 |
| 附录B 三维模型打印路径生成算法 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（6）基于FPGA的皮肤打印机控制系统设计与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 生物3D打印技术 |
| 1.2.1 基于材料挤压的3D生物打印技术 |
| 1.2.2 基于光的生物打印技术 |
| 1.2.3 负空间打印生物打印技术 |
| 1.3 3D打印机研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 课题研究意义和主要研究内容 |
| 1.4.1 课题研究意义 |
| 1.4.2 本文章节安排 |
| 第2章 皮肤打印机的整体设计及硬件平台的搭建 |
| 2.1 皮肤打印机需求分析 |
| 2.2 皮肤打印机整体设计 |
| 2.2.1 皮肤打印机的方案选择 |
| 2.2.2 皮肤打印机的总体设计 |
| 2.3 FPGA的选择及其外围电路的搭建 |
| 2.3.1 电源电路的设计 |
| 2.3.2 时钟电路的设计 |
| 2.3.3 USB转UART电路的设计 |
| 2.3.4 下载电路的设计 |
| 2.3.5 QSPI FLASH电路的设计 |
| 2.4 打印机的喷头电路设计 |
| 2.4.1 电磁阀喷头控制电路 |
| 2.4.2 气压控制电路 |
| 2.5 打印机的雾化电路设计 |
| 2.6 打印平台温度控制电路设计 |
| 2.6.1 温度采集电路 |
| 2.6.2 加热电路 |
| 2.7 电机控制电路设计 |
| 2.8 系统硬件电路实物图 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 遗传算法优化BP神经网络的PID控制器 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 常见的PID控制器原理 |
| 3.2.1 传统PID控制原理 |
| 3.2.2 模糊PID控制原理 |
| 3.3 基于改进BP神经网络的PID控制器 |
| 3.3.1 BP神经网络 |
| 3.3.2 遗传算法的相关理论 |
| 3.3.3 遗传算法优化BP神经网络 |
| 3.3.4 基于遗传算法优化BP神经网络的PID控制器 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 FPGA软件设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 通信模块的实现 |
| 4.2.1 通信协议的设定 |
| 4.2.2 UART协议 |
| 4.2.3 解析模块 |
| 4.3 加减速控制器模块的实现 |
| 4.3.1 梯形加减速控制器 |
| 4.3.2 FPGA实现加减速控制器 |
| 4.4 神经网络的硬件实现 |
| 4.4.1 定点数计算 |
| 4.4.2 加法树的实现 |
| 4.4.3 乘法器的实现 |
| 4.4.4 参数存储部件的实现 |
| 4.4.5 激活函数的实现 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 3D皮肤打印机集成测试 |
| 5.0 引言 |
| 5.1 硬件测试 |
| 5.1.1 喷头控制测试部分 |
| 5.1.2 温度控制测试 |
| 5.2 通信测试 |
| 5.2.1 测试软件简介 |
| 5.2.2 串口通信测试 |
| 5.3 打印实物展示 |
| 5.3.1 皮肤支架的打印以及测试 |
| 5.3.2 打印细胞测试图 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（7）皮肤3D打印三维移动平台搭建与温度控制系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的 |
| 1.3 3D生物打印机国内外研究应用领域现状 |
| 1.4 3D打印机平台综述 |
| 1.4.1 3D打印设备特点 |
| 1.4.2 国内3D生物打印机平台设计综述 |
| 1.5 温控系统研究综述 |
| 1.6 本文研究的主要内容 |
| 第二章 直线电机与模型搭建 |
| 2.1 永磁同步直线电机的结构及原理 |
| 2.2 永磁同步直线电机数学模型的建立 |
| 2.3 PMLSM的矢量控制和闭环控制结构 |
| 2.4 永磁同步直线电机仿真模型的建立 |
| 2.5 控制系统建模 |
| 2.6 本章总结 |
| 第三章 硬件系统设计 |
| 3.1 控制系统总体设计 |
| 3.2 FPGA及其系统设计 |
| 3.3 运动控制模块设计 |
| 3.4 喷头模块设计 |
| 3.5 温度模块设计 |
| 3.5.1 CPU芯片的选型 |
| 3.5.2 电源电路设计 |
| 3.5.3 复位电路设计 |
| 3.5.4 温度采集电路设计 |
| 3.5.5 测量电路设计 |
| 3.5.6 设计光耦隔离电路检测220V电压 |
| 3.5.7 反馈温度控制电路设计 |
| 3.5.8 通信模块设计 |
| 3.6 电路测试 |
| 3.6.1 移动平台测试 |
| 3.6.2 喷头电路测试 |
| 3.6.3 温度控制电路测试 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 三维移动平台电机控制算法和温度控制算法 |
| 4.1 加减速算法 |
| 4.1.1 加减速算法的分类 |
| 4.1.2 梯形加减速算法 |
| 4.1.3 梯形加减速流程 |
| 4.2 温度控制算法研究 |
| 4.2.1 PID控制原理 |
| 4.2.2 模糊控制 |
| 4.2.3 模糊控制温度PID控制器的仿真研究 |
| 4.2.4 模糊自适应PID控制系统仿真研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 生物三维移动平台程序设计 |
| 5.1 软件总体设计 |
| 5.2 软件设计 |
| 5.2.1 移动平台程序设计 |
| 5.2.2 移动平台梯形控制算法程序设计 |
| 5.2.3 梯形控制算法程序顶层综合和模块 |
| 5.3 温控平台程序设计 |
| 5.4 程序调试 |
| 5.4.1 步进电机驱动程序测试 |
| 5.4.2 喷头控制程序测试 |
| 5.4.3 温度控制程序测试 |
| 5.5 本章总结 |
| 第六章 系统测试与误差分析 |
| 6.1 试验设备与材料 |
| 6.1.1 试验设备与仪器 |
| 6.1.2 实验材料 |
| 6.2 温度控制系统测试 |
| 6.3 三维移动平台支架打印实验与结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结和展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（8）基于人工神经网络的数码设备颜色特性化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 现阶段存在的问题 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 1.5 本文的组织结构 |
| 第2章 颜色基础和颜色特性化理论 |
| 2.1 数字颜色管理系统 |
| 2.1.1 CMS组成结构 |
| 2.1.2 颜色特性文件链接空间 |
| 2.1.3 工作色空间 |
| 2.1.4 颜色管理系统工作流程 |
| 2.2 颜色视觉与标准色空间理论 |
| 2.2.1 颜色视觉理论 |
| 2.2.2 CIE 1931 RGB颜色空间系统 |
| 2.2.3 CIE 1931 XYZ颜色空间 |
| 2.2.4 CIE 1976 L*a*b*颜色空间 |
| 2.3 色差计算 |
| 2.3.1 CIE LAB色差 |
| 2.3.2 CMC(l:c)色差 |
| 2.4 CIE标准照明体和标准光源 |
| 2.5 数码设备的颜色特性化方法 |
| 2.5.1 三维查表法 |
| 2.5.2 多项式回归法 |
| 2.5.3 人工神经网络法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于人工神经网络的数码相机颜色特性化方法研究 |
| 3.1 实验器材 |
| 3.2 实验过程 |
| 3.3 数据处理 |
| 3.4 RBF神经网络搭建及训练结果 |
| 3.5 BP神经网络搭建及训练结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于人工神经网络的彩色打印机颜色特性化方法研究 |
| 4.1 建立样本 |
| 4.2 实验设备与数据采集 |
| 4.3 RBF神经网络搭建及训练结果 |
| 4.4 BP神经网络搭建及训练结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于人工神经网络的数码相机和彩色打印机反向颜色特性化研究 |
| 5.1 基于RBF神经网络反向颜色特性化 |
| 5.2 基于BP神经网络反向颜色特性化 |
| 5.3 彩色打印机反向颜色特性化结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与下一步工作 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 存在问题及下一步工作 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文和研究成果 |
| 致谢 |
（9）基于STEAM教育理念的中职《3D打印》课程教学模式研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 一、绪论 |
| (一)研究背景 |
| 1.国家政策推动中职《3D打印》课程发展 |
| 2.中职《3D打印》课程需要转变传统教学模式 |
| 3.STEAM教育理念契合中职《3D打印》课程教学改革 |
| (二)研究综述 |
| 1.STEAM教育研究 |
| 2.《3D打印》课程教学研究 |
| 3.STEAM教育与《3D打印》课程的融合研究 |
| 4.文献述评 |
| (三)研究目的与意义 |
| 1.研究目的 |
| 2.研究意义 |
| (四)研究内容与方法 |
| 1.研究内容 |
| 2.研究方法 |
| (五)研究思路与框架 |
| 1.研究思路 |
| 2.研究框架 |
| 二、相关核心概念及理论基础 |
| (一)核心概念 |
| 1.《3D打印》课程 |
| 2.STEAM教育理念 |
| 3.5 E教学模式 |
| (二)理论基础 |
| 1.情境学习理论 |
| 2.建构主义理论 |
| 3.做中学理论 |
| 4.工程学思想 |
| 三、中职学校《3D打印》课程调查研究 |
| (一)调查研究设计 |
| 1.调研目的 |
| 2.调研对象 |
| 3.调研方法 |
| (二)调研的结果分析 |
| 1.学习情况调查分析 |
| 2.教学情况调查分析 |
| (三)存在的问题分析 |
| 1.技术实操生硬 |
| 2.工程思维薄弱 |
| 3.情感态度消极 |
| (四)问题的原因分析 |
| 1.分科教学致使学生实践能力羸弱 |
| 2.脱离真实情境限制学生工程思维 |
| 3.学习过程枯燥导致学生情感消极 |
| (五)问题的解决途径 |
| 1.STEAM教育理念实现跨学科式教学 |
| 2.STEAM教育理念基于真实问题情境 |
| 3.STEAM教育理念加强学生学习体验 |
| 四、基于STEAM教育理念的中职《3D打印》课程教学模式 |
| (一)STEAM教育理念与中职《3D打印》课程的融合条件 |
| (二)教学模式的设计原则 |
| 1.趣味性原则 |
| 2.多维性原则 |
| 3.协作性原则 |
| 4.项目性原则 |
| (三)教学模式的要素分析 |
| 1.理论依据 |
| 2.教学目标 |
| 3.操作程序 |
| 4.实现条件 |
| 5.教学评价 |
| (四)教学模式的构建形式 |
| (五)教学模式的应用策略 |
| 五、基于STEAM教育理念的中职《3D打印》课程行动研究 |
| (一)行动研究总体设计 |
| 1.学生学情分析 |
| 2.教学前端设计 |
| (二)第一轮行动研究 |
| 1.制定计划 |
| 2.行动实施 |
| 3.观察分析 |
| 4.反思调整 |
| (三)第二轮行动研究 |
| 1.制定计划 |
| 2.行动实施 |
| 3.观察分析 |
| 4.反思调整 |
| (四)第三轮行动研究 |
| 1.制定计划 |
| 2.行动实施 |
| 3.观察分析 |
| 4.反思调整 |
| (五)行动研究效果评价 |
| 1.技术实操熟练 |
| 2.工程思维增强 |
| 3.情感态度活跃 |
| 六、总结与展望 |
| (一)研究结论 |
| (二)研究不足 |
| (三)研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录一:中职学校《3D打印》课程学习现状调查问卷 |
| 附录二:中职学校《3D打印》课程教学现状访谈提纲 |
| 附录三:工程思维测评量表 |
| 附录四:学习评价表 |
| 附录五:小组评价量规 |
| 附录六:笔筒建模、打印流程 |
| 附录七:手机支架建模、打印流程 |
| 附录八:合页建模、打印流程 |
| 读硕期间发表的论文目录 |
| 致谢 |
（10）连续纤维增强热塑性复合材料3D打印实验平台设计与开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题研究的目的和意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 传统复合材料成型工艺发展 |
| 1.3.2 复合材料3D打印国外研究现状 |
| 1.3.3 复合材料3D打印国内研究现状 |
| 1.4 论文研究内容 |
| 第二章 复合材料3D打印成型原理 |
| 2.1 传统3D打印成型原理 |
| 2.2 碳纤维树脂基复合材料 |
| 2.2.1 增强体—碳纤维 |
| 2.2.2 基体—树脂 |
| 2.2.3 碳纤维树脂基复合材料 |
| 2.3 碳纤维复合材料3D打印成型原理 |
| 2.4 碳纤维复合材料3D打印工艺参数 |
| 2.5 碳纤维复合材料3D打印质量控制技术 |
| 2.6 连续纤维增强复合材料3D打印实验平台总体框架 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 连续纤维增强热塑性复合材料3D打印实验平台结构设计 |
| 3.1 实验平台框架搭建 |
| 3.1.1 基础框架搭建 |
| 3.1.2 X轴运动机构设计 |
| 3.1.3 Y轴运动机构设计 |
| 3.1.4 Z轴运动机构设计 |
| 3.1.5 AB轴送丝机构设计 |
| 3.2 喷头设计 |
| 3.3 剪丝机构设计 |
| 3.3.1 剪丝动作的有限元仿真 |
| 3.3.2 剪丝机构刀片选择 |
| 3.3.3 剪丝机构结构设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 连续纤维增强热塑性复合材料3D打印控制系统搭建 |
| 4.1 控制系统功能需求与总体方案 |
| 4.2 控制系统硬件设计 |
| 4.2.1 主控制器介绍 |
| 4.2.2 辅助模块控制器选择 |
| 4.2.3 电机及电机驱动器选择 |
| 4.2.4 其他电气元件选型 |
| 4.2.5 电气柜安装 |
| 4.3 控制系统软件框架 |
| 4.4 基于OpenCNC的人机交互界面开发 |
| 4.5 基于STM32的3D打印辅助模块开发 |
| 4.5.1 剪丝模块开发 |
| 4.5.2 控温模块开发 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 连续纤维增强热塑性复合材料3D打印实验 |
| 5.1 连续纤维增强热塑性复合材料3D打印实验平台调试 |
| 5.1.1 回零校准 |
| 5.1.2 控温校准 |
| 5.1.3 剪丝机构测试 |
| 5.1.4 运动精度校准 |
| 5.2 连续纤维增强热塑性复合材料3D打印测试 |
| 5.2.1 树脂材料打印测试 |
| 5.2.2 预浸丝打印测试 |
| 5.2.3 树脂材料和预浸丝复合打印测试 |
| 5.3 连续纤维增强热塑性复合材料3D打印件力学性能测试 |
| 5.3.1 试验目标 |
| 5.3.2 试验准备 |
| 5.3.3 拉伸试验 |
| 5.4 超声振动辅助碳纤维3D打印成型实验 |
| 5.4.1 超声振动辅助成型工艺简介 |
| 5.4.2 超声平台搭建 |
| 5.4.3 超声振动实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
四、我们如何测试打印机（论文参考文献）
- [1]重组果蔬及其混合凝胶体系的微波高效3D/4D打印研究[D]. 郭超凡. 江南大学, 2021
- [2]基于内模控制的3D打印机运动优化方法[D]. 卞冰霄. 西安理工大学, 2021(01)
- [3]基于FPGA的工业标签打印机关键控制技术研究[D]. 王圣. 重庆邮电大学, 2021
- [4]高速运动物体图像识别与压缩方法研究[D]. 史启盟. 西安理工大学, 2021(01)
- [5]基于可打印的双网络水凝胶材料的离子皮肤开发[D]. 郝星星. 大连理工大学, 2021(01)
- [6]基于FPGA的皮肤打印机控制系统设计与研究[D]. 孙建其. 太原理工大学, 2021(01)
- [7]皮肤3D打印三维移动平台搭建与温度控制系统设计[D]. 刘艺炜. 太原理工大学, 2021(01)
- [8]基于人工神经网络的数码设备颜色特性化研究[D]. 马凯. 云南师范大学, 2021(08)
- [9]基于STEAM教育理念的中职《3D打印》课程教学模式研究[D]. 刘慧. 广西师范大学, 2021(12)
- [10]连续纤维增强热塑性复合材料3D打印实验平台设计与开发[D]. 曹汉. 江南大学, 2021(01)