支架式散热器-散热器支架轻量化设计参考文献

第一章 绿色包装材料概论

第一节 绿色包装材料的内涵

第二节 绿色包装材料的类型及发展

第三节 绿色包装材料的环境性能评价

第四节 大力开发绿色包装材料

参考文献

第二章 蜂窝纸板及制品

第一节 蜂窝纸板的特点及结构

第二节 蜂窝纸板的强度和刚度性能

第三节 蜂窝纸板的缓冲性能

第四节 蜂窝纸板的振动传递性能

第五节 蜂窝纸板的制造

第六节 蜂窝纸板制品

参考文献

第三章 纸浆模塑制品

第一节 纸浆模塑制品的特点和应用

第二节 纸浆模塑制品的生产原理及设备

第三节 纸浆模塑制品的生产工艺分析

第四节 纸浆模塑制品的缓冲特性分析

第五节 我国纸浆模塑制品工业的发展现状及前景

参考文献

第四章 植物纤维制品

第一节 植物纤维制品的特点和应用

第二节 植物纤维餐具的生产工艺分析

第三节 植物纤维发泡缓冲制品的生产工艺分析

第四节 植物纤维制品的发展动态及前景

参考文献

第五章 降解塑料

第一节 降解塑料的定义、分类及降解机理

第二节 光降解塑料

第三节 生物降解塑料

第四节 水降解塑料

第五节 降解塑料的发展动态和前景

参考文献

第六章 轻量化玻璃包装

第一节 包装容器用玻璃的成分、结构及理化性能

第二节 玻璃包装容器轻量化要求

第三节 玻璃包装容器轻量化生产的工艺措施

第四节 玻璃包装容器轻量化设计

第五节 玻璃包装容器发展的动态

参考文献

第七章 铝箔及喷铝包装

第一节 铝箔及喷铝包装的发展状况

第二节 铝箔包材的性能特点及质量控制

第三节 铝箔在包装中的典型应用

第四节 真空喷铝纸的加工工艺及性能特点

第五节 真空喷铝产品在包装中的典型应用

参考文献

第八章 绿色食品包装材料

第一节 绿色食品包装的基本要求与分类

第二节 可食性膜包装材料

第三节 食品包装用可降解合成塑料

第四节 天然高聚物食品包装材料

参考文献

第九章 代木包装材料

第一节 竹胶板

第二节 合成纸

第三节 塑木复合材料

第四节 钙塑瓦楞箱

第五节 代木包装材料的发展动态

参考文献

第十章 纳米包装材料

第一节 纳米技术与纳米材料概述

第二节 纳米材料的制备方法

第三节 传统包装材料的纳米化改性技术

第四节 纳米材料在包装中的应用

参考文献

第十一章 绿色包装胶黏剂

第一节 绿色包装胶黏剂概述

第二节 纸材用绿色胶黏剂

第三节 食品软包装用绿色胶黏剂

第四节 包装密封用绿色胶黏剂

参考文献

第十二章 绿色包装印刷材料

第一节 包装印刷材料的环境特性及绿色包装印刷材料的发展方向

第二节 水性油墨材料

第三节 UV油墨材料

第四节 EB油墨、大豆油油墨简介

第五节 水性上光和UV上光材料

参考文献

奥迪A3大灯怎么用

　开题报告题目是毕业论文中心思想的高度概括，我为大家整理了一些机械设计开题报告范文，希望对你有用!

　机械设计开题报告范文篇1

　论文题目：左接头锻造工艺分析与模具设计

　一、选题意义:

　1、理论意义:(1)学习模具设计的一般方法，了解和掌握常用模具整体设计、零部件的设计过程和计算方法，培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力，特别是总体设计和计算的能力.

　(2)综合运用热锻模课程和其它有关选修课程的理论及生产实践的知识去分析和解决模具设计问题，并使所学专业知识得到进一步巩固和深化.

　(3)通过计算和绘图，学会运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料等，培养模具设计的基本技能

　(4)可以掌握锻造工艺，熟悉各种锻造各种锻造设备，熟悉掌握计算机操作以及了解DEFORM软件的应用，并具有机械设计及制造等综合知识.

　2、现实意义:随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，许多新技术，新工艺，新设备，新材料不断涌现，进一步提高锻件的性能指标;同时缩短了生产周期，降低了成本，使之在竞争中处于优势地位.

　锻造是一种借助工具或模具在冲击作用下加工金属机械零件或零件毛坯的方法.锻件的最大优势是韧性高、纤维组织合理，件与件之间性能变化小;锻件内部质量与加工历史有关，不会被任何一种金属加工工艺超过.

　锻件的优势是由于金属材料通过塑性变形后，消除了内部缺陷，如锻(焊)合空洞，压实疏松，打碎碳化物，非金属夹杂并使之沿变形方向分布，改善或消除成分偏析等，得到了均匀、细小的低倍和高倍组织.而铸造工艺得到的锻件，尽管能获得较准确的尺寸和比锻件更为复杂的形状，但难以消除疏松、空洞、成分偏析、非金属夹杂等缺陷;机械加工方法获得的零件，尺寸精度较高，表面光滑，但金属内部流线往往被切断，容易造成应力腐蚀，承载拉压交变应力的能力较差.

　这几年，我国火车不断提速，动车、高铁相继投入运营，这也代表着以后的发展方向，这要求我们必须保证火车导轨的安全可靠行，为保证高速列车运行的平稳性和旅客的舒适性，高速铁路的平顺性是很重要的指标，国外高速铁路采用断面尺寸公差和平直度要求很高的长定尺钢轨并焊接成超长无缝线路.接头作为连接导轨的关键部件起着至关重要的作用.

　模具制造技术现代化是模具工业发展的基础，性能良好的锻造设备是提高锻造生产技术水平的基本条件，高精度、高寿命、高效率的锻模模需要高精度高自动化的锻造设备相匹配.为了满足大批量高速生产的需要，目前锻造设备也由单工位、单功能、低速压力机朝着多工位、多功能、高速和数控方向发展，加之机械手乃至机器人的大量使用，使锻造生产效率得到大幅度的提高，各式各样的锻造自动线和高速自动压力机纷纷投入使用.

　二、课题关键问题及难点

　本课题以锻造工序的数目确定、预成形设计为重点，对比不同形状预制坯的成形过程，给出了合理的制坯工序布排和设计，实现了一火锻造.同时，开发了封闭飞边闭式锻造预锻工序，提高了材料利用率.最后，对锻造过程进行了三维有限元模拟，在40MN热模锻压力机上进行了试验和试生产，模拟和试验结果证明锻造设计符合生产要求.该锻件形状复杂，材料分布非常不均匀，其锻造工序编排和模具设计难度更大.

　本课题的难点在于应用三维绘图软件和deform软件对其进行应力应变分析，通过软件规范初设数据并反复进行修改，直到得到最优的设计方案..

　三、调研报告(或文献综述)

　我国的经济体制发生了根本的变化，由过去的计划经济过度到现在的市场经济.锻压生产虽然生产效率高，节约原材料和机械加工工时;但生产周期较长，成本较高，处于不利的竞争地位.铸造、焊接、机械加工豆加入了竞争.锻造生产要跟上当代科学技术的发展，需不断改进技术，采用新工艺、新技术，进一步提高锻件的性能指标;同时要缩短生产周期，降低成本，使之在竞争中处于优势地位.模具的技术水平明显有了提高，一些国产优质模具的性能已接近国外同类产品的先进水平，但由于我国起步晚，许多模具不得不依赖进口，与发达国家相比差距还非常大.

　当代科学技术的发展对锻压技术本身的完善和发展有着重大的影响，这主要表现在一下几个方面:

　1. 对机械零件的性能要求更高.现代交通工具如汽车、飞机、机车的速度越来越高，负荷越来越大.出更换强度更高的材料外，研究和开发新的锻造技术.挖掘原有材料的潜力也是一条出路.

　2 .模具计算辅助设计、制造与分析(CAD/CAM/CAE)的研究和应用将极大地提高模具制造效率，提高模具质量，使模具设计与制造技术实现一体化.

　3. 模具的标准化、商品化、机械化及专业化自动生产.

　4. 工艺分析计算的现代化.它将与现代数学、计算机技术联姻，对加工零件进行计算机模拟和有限元分析，达到预测某一工艺方案对零件成形的可能性与成形过程中可能会发生的问题，供设计人员修改和选择.

　目前锻造业面临的问题大概可以归纳为一下几个方面:

　1.装备水平低，其主要表现是设备老化、精确度低.

　2.管理体制亟待理顺，生产厂点过多，力量分散.

　3.机械制造厂家封闭式经营生产，是产品缺乏竞争力.

　4.科学研究投入少，接受新技术新工艺迟缓，其结果导致搞科研也搞生产，生产厂家的问题无人去解决.

　四、参考文献

　1姚泽坤主编. 锻造工艺学与模具设计 西北工业大学出版社 2008.6

　2卢秉恒. 机械制造技术基础. 北京: 机械工业出版社，1999.8

　3王先奎. 机械制造工艺学. 北京:机械工业出版社，2002

　4吴宗泽 机械零件设计手册. 北京:机械工业出版社，2004.4

　5郑家骧 刘永田. 画法几何与机械制图. 内蒙古科技出版社，2002.8

　6锻压手册(设备) 北京:机械工业出版社，2002

　7锻模设计手册 北京:机械工业出版社，1991

　五、研究内容及确定方案各步骤

　1、研究内容:

　(1)模具整体方案设计，包括零件的工艺分析、设计绘制锻件图、模具类型的确定、确定变形工步及中间坯料尺寸，压力中心计算、压力机选择、计算原坯料尺寸的确定等;

　(2)模具整装配图和模具主要零件的设计;

　(3)编写设计毕业论文

　2、基本设计方案

　本零件是属于大型锻件，首先根据相关尺寸确定其锻造工步，通过计算/r以及H/d的相关数值， 基本步骤设计如下:

　1、计算毛坯尺寸

　2、选择成型设备及其参数

　3、用DEFORM模拟软件进行有限元模拟并分析缺陷并加以改进

　4、模具工作部分尺寸的计算

　5、模具的总体设计

　6、下料

　7、加热

　8、弯曲

　9、预锻

　10、终锻

　11、切边

　六、进度安排

　第5-6周 毕业实习，撰写实习报告

　第7-8周 写出不少于3000字的文献综述;根据参考文献和课题要求，提出自己拟定的可行方案;

　第9-10周 写出开题报告，开题;进行总体设计

　第11-12周 外文文献翻译，完成详细方案设计

　第13-14周 完成结构优化设计

　第15-16周 绘制图纸，列出论文编写大纲，设计计算说明书的编写

　第17周，整理设计资料，进行毕业答辩

　机械设计开题报告范文篇2

　课题名称：浅谈盒盖注塑模设计

　专业：机械设计制造及其自动化

　班级:xxx

　姓名：yjbys

　学号：xxx

　指导老师：黄xx

　一、选题的目的与意义

　塑料相对金属，密度小，但强度比较高，绝缘性能优良，具有非常好的抗化学腐蚀性，在机械、化工、汽车、航空航天等领域，塑料已经大规模的取代了金属。目前塑料制件在工业、日常生活各领域几乎无处不在。所以掌握模具设计这一门技巧，对于未来从事相关行业的我们极其重要。在本课题的制做过程中，我们还锻炼使用UG、AUTOCAD等CAD,CAE绘图软件的技巧。使我们在塑件结构设计、塑料成型工艺分析、塑料模具数字化设计、塑料模具零件的选材、热处理、塑料模具零件的制造，以及资料检索、英文翻译等方面获得综合训练，为未来工作适应期奠定坚实的基础。

　二、我国模具工业的研究现状及发展趋势

　80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为13%，1999年我国模具工业产值为245亿，至2002年我国模具总产值约为360亿元，其中塑料模约30%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。

　我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。

　在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，如美国EDS的UGⅡ、美国ParametricTechnology公司的Pro/Emgineer、美国CV公司的CADS5、英国Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美国AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亚Moldflow公司的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。

　目前，国内市场对中高档模具的需求量很大，但要求国产模具必须在质量、交货期等方面满足用户的需求。另外，随着近年来工业发达国家的人工费用增加，其模具生产正向发展中国家特别是东南亚国家转移。因此，只要国产模具的质量能够有提高，交货期能够保证，模具出口的前景是十分乐观的。

　未来我国的模具将呈现十大发展趋势：一是模具日趋大型化。二是模具的精度越来越高。三是多功能复合模具将进一步发展。新型多功能复合模具除了冲压成型零件外，还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，对钢材的性能要求也越来越高。四、是热流道模具在塑料模具中的比重逐渐提高。五、是随着塑料成型工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将随之发展。六、是标准件的应用将日渐广泛。七、是快速经济模具的前景十分广阔。八、是随着车辆和电机等产品向轻量化发展，压铸模的比例将不断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求。九、是以塑代钢、以塑代木的进程进一步加快，塑料模具的比例将不断增大。十、是模具技术含量将不断提高，中、高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所导致模具市场走势的变化。

　三、课题关键问题及难点

　1.明确塑件设计要求

　仔细阅读塑件制品零件图，从制品的塑料品种，塑件形状，尺寸精度，表面粗糙度等各方面考虑注塑成型工艺的可行性和经济性，必要时，要与产品设计者探讨塑件的材料种类与结构修改的可能性。

　2、运用UG及CAD软件完成模具设计。

　分型面应选在塑件外形最大轮廓处。满足塑件的外观质量要求:注塑时分型面处不可避免地要在塑件上留下溢料或拼合缝的痕迹，因此分型面最好不要选在塑件光亮的外表面或带圆弧的转角处。其中分模是最重要的一环。

　3、模具结构设计

　1).塑件成型位置及分型面选择;

　2).模具型腔数的确定，型腔的排列和流道布局以及浇口位置设置;

　3).模具工作零件的结构设计;

　4).顶出机构设计;

　5).拉料杆的形式选择;

　6).排气方式设计。

　4、模具总体尺寸的确定，选购模架

　模架已逐渐标准化，根据生产厂家提供的模架图册，选定模架在以上模具零部件设计基础上初步绘出模具的完整结构图。

　5、模具结构总装图和零件工作图的绘制

　模具总图绘制必须符合机械制图国家标准，其画法与一般机械图画法原则上没有区别，只是为了更清楚地表达模具中成型制品的形状，浇口位置的设置，在模具总图的俯视图上，可将定模拿掉，而只画动模部分的俯视图。

　模具总装图应该包括必要尺寸，如模具闭合尺寸，外形尺寸，特征尺寸(与注塑机配合的定位环尺寸)，装配尺寸，极限尺寸(活动零件移动起止点)及技术条件，编写零件明细表等。

　通常主要工作零件加工周期较长，加工精度较高，因此应首先认真绘制，而其余零部件应尽量采用标准件。

　四、课题研究进程规划

　1、支座三维模型的设计:根据盒盖零件的尺寸，设计出它的三维模型，并分析模型的具体特征，确定注塑模的基本结构。

　2、分型面的设计:根据盒盖零件的结构进行拆模，设计型芯、模及定模的分型面。

　3、创建塑模模具元件:生成型芯、动模、定模等模具的成型零件。

　4、模具的充模、开模仿真:通过充模仿真，检查该模具注塑出的具有单一实体特征的塑件是否符合设计要求;通过开模仿真，检查开模是否能够顺利进行，开模是否发生干涉，从而确定模具设计的合理性。

　五、参考文献：

　1.张维合编著，注塑模具设计实用教程[M],化学工业出版社，2007.9

　2.屈华昌主编，塑料成型工艺与模具设计[M],机械工业出版社，2000.4

　3.屈华昌.塑料成型工艺与模具设计.北京:机械工业出版社，1996,1-3

　4.刘际泽.塑料制品内与模具设计提案.北京:中国轻工业出版社，2001,4

　5.李得群.国外注射模CAD/CAM/CAE发展概况.模具工业，1994,(9):47-53

　6.刘跃军，翟金平.聚合物注射成型的过程控制[[J].工程塑料应用，2001,29(9):41-42

　7.益小苏.高分子材料的制备与加工.杭州:浙江大学出版社，1997,4-8

　8.刑海涛.精品模具申城展风采高水平设备荟萃上海[[J].机械工人/冷加工，2002,(4):1

　六、指导教师意见

　指导教师签名：

　机械设计开题报告范文篇3

　院(系)名称：机电工程系

　专业名称：机电一体化

　年级：09机电三班

　学生姓名：夏**

　学号：******

　指导教师姓名：袁**

　设计题目：电梯控制系统的PLC原理图及梯形图设计

　电梯的国内外研究动向及意义

　从1887年美国奥的斯公司制造出世界上第一台电梯，到中国最早的一部电梯在上海出现，电梯行业在中国迅速发展，由此电梯变成了高层宾馆、商店、住宅、多层厂房和仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。随着社会的发展，建筑物规模越来越大，楼层越来越多，对电梯也提出了更高的要求。

　随着科技的进步，电梯也更加安全、舒适。然而，人们的追求并没有就此停止下来，仍在不断地进行研究改进。21世纪开始国际开始强调?绿色?，绿色和平，绿色天然，绿色和谐。电梯是载人的机电设备，要实现绿色，也就是强调电梯更舒适、更安全地为人类的生产和生活服务，强调电梯与环境的协调与和谐。

　目前意义上的?绿色?，一般是强调?天然?的一面，强调与环境的协调与和谐。电梯属于纯粹的工业产品，其天然性应表现为对环境影响的尽可能小，与环境的协调与平衡，以及电梯本身的人性化。这也应是绿色电梯的发展方向。

　(1)智能化。我们这所说的智能化电梯是传统的人工智能是无法胜任的。传统的智能控制是一种技术的事先安排，说到底是一种程序控制，是一种周期性的系统自动控制，实际上还算不上智能。而真正的智能电梯应更具人性化特点，不仅具有传统的人工智能的所有优点，而且还有传统的人工智能无法比拟的东西，具有动念和随机处理各种问题的能力，诸如能根据轿厢内的情况和各层的候梯信息，自动地制定每次最优的运动速度和停车政策;自动选择运动方面;双向语音交流;到达目的层的语音提示等，让乘客有更多的主动性，使大楼交通运输实现真正的人机对话。智能化要求电梯有自动安全检测功能，让电梯自己能够检测到电梯的故障所在，并及时报警予以排除。

　(2)安全。运行安全是电梯的根本和关键。可以说，电梯的全部其他工作都是以此为中心展开的，使电梯安全运行更有保障。运行安全不仅要消除电梯启动时较强的电磁辐射，使用安全材料和运行稳定，而且要有一种良好的视觉效果，让每一位乘客在宽敞、明亮轿厢内有安全、舒适的好心情。同时，电梯运行安全也要求电梯在运行中发生故障时，不但要使乘客容易与外界沟通联系，而且电梯本身应当能自动播放让乘客感到放松的音乐，彻底消除产生紧张不安的情绪。当小孩和老人乘坐时，电梯对他们应给予一种如同家人般的照顾，不但让老人和孩子感到方便和舒适，而且更让其家人感到放心。电梯运行安全还要求电梯有自动休眠功能，使电梯在保证运行效率最高的同时，使电梯能最大限度地得到休眠。

　(3)与环境的协调和平衡，包括以下几个方面：

　①视觉协调。有人曾经做过环境色彩是否对人有影响的研究。该研究发展：视觉不协调的环境色彩对人的情绪、精神影响非常大。色彩宜人，格调高雅，制作精良的电梯，乘客自然会有一种安全的感觉，有一种视觉上的舒适。用料低廉，款式陈旧，色彩沉闷，甚至破破烂烂的电梯，乘客视觉协调无从谈起，乘坐电梯的第一感觉就是不安全。国内的许多电梯公司对此的重视是远远不够的，甚至不少通过引进国外技术国产化的电梯也显露出一副土生土长的容貌。

　②消除电磁辐射。如前所述，由于电梯是大楼里频繁起制动的大容量电器是电磁干扰的元凶，所以绿色电梯必须是一个达到自身对大楼电磁干扰最小，而又不被其他电磁干扰影响的建筑机电设备。这样不仅可以保证乘客的身心健康，而且也可以保证大楼、大厦中的大楼的办公自动化、楼宇自动化、通讯自动化的正常运转。

　③舒适感。通过采用高载频波矢量静音变频器，可降低噪声变换频率及电压。以CPU控制电压及频率的连续变换方式，按人体生理适应要求，利用计算机优化设计而成的理想运行曲线，实现更稳定、更舒适的运行。

　对现代化电梯性能的衡量，主要着重于可靠性、安全性和乘坐的舒适性。此外，对经济性、能耗、噪声等级和电磁干扰程度等方面也有相应要求。随着时代的发展，相信电梯行业会越来越贴近生活。

　研究的主要内容及所解决的问题

　目前，在电梯的控制方式上，主要有继电器控制、PLC控制和微型计算机控制三种。而PlC实际上是一种专用计算机，它采用巡回扫描的方式分时处理各项任务，而且依靠程序运行，这就保证只有正确的程序才能运行，否则电梯不会工作;又由于PLC中的内部辅助继电器及保持继电器等实际上是PLC系统内存工作单元，即无线圈又无触点，使用次数不受限制，属无触点运行，因此，它比继电器控制有着明显的优越性，运行寿命更长，工作更加可靠安全，自动化水平更高。PLC控制是三种控制方式中最具有可靠性、实用性和灵活性的控制方式，它更适合于用在电梯的技术改造和控制系统的更新换代，是电梯控制系统中理想的控制新技术。

　电梯的控制是比较复杂的，可编程控制器的使用为电梯的控制提供了广阔的空间，随着PLC应用技术的不断发展，将使得它的体积大大减小，功能不断完善，过程的控制更平稳、可靠，抗干扰性能增强、机械与电气部件有机地结合在一个设备内，把仪表、电子和计算机的功能综合在一起。它已经成为电梯运行中的关键技术。因此，研究plc技术更具有了战略性的意义。

　Plc的研究内容及措施

　对于电梯的控制，可选用继电-接触系统或可编程控制器来完成，但是二者有各自的特点：

　a:继电-接触系统：它的优点是线路直观，大部分电器均为常用电器，更换方便，价格较便宜。但是他触点繁多，线路复杂，电器的电磁机构及触点动作较慢，能耗高，机械动作噪音大，而且可靠性差。

　b:PLC在设计和制造上采取了许多抗干扰措施，使用方便，扩展容易。它使用了梯形图和可编程指令，易于掌握。总之，PLC取代继电-接触系统已经成为大的趋势。

　基于上述原因，我选择用可编程控制器来完成对电梯的控制。

　设计的内容与要求：

　概述：

　随着时代的发展，工业自动化程度的不断提高，PLC行业已经在工业市场上占有一大片领地。在此次设计中，我将利用PLC来实现对电梯的控制。其中包括对PLC硬件的设计，软件设计，驻点路的设计，控制柜的设计，以及电梯惦记和其他设备的选择，还有原理分析等。相信此次设计后，我对电梯的实际运行能有初步的了解。

　控制要求：

　1.电梯轿箱的控制要求：

　a：选向：根据电梯各层内选外呼信号的先后和停止时轿箱所在的楼曾位置决定电梯的运行方向。

　b：选层换速：指电梯能够根据轿内所选层而决定运行方向，而且遵守或一直向上，或一直向下的原则。并且在每次平层的时候都能够换速。

　c：楼层位置的指示：选用了数码管显示的方法。由于FX2N系列已有内部计数-译码驱动模块，所以只要外部加上LED七段显示管和电源就可以显示楼层了。

　2.电梯门的控制要求：

　要求当电梯平层的时候，电梯门自动打开，经过10秒钟后电梯门自动关上。如果遇到有人在门中间的情况，电梯会因为光电开关的作用而自动开门。

　3.补充要求：

　除了上述两个要求以外，还要注意的一点就是备用电梯电机的使用，一但曳引电机出现故障，备用电机将手动控制转入运行状态，避免因曳引电机出故障而引发的不必要的麻烦。

机械设计制造及其自动化论文开题报告

你好，主人。如果您的车辆配备了自动大灯清洗功能，则需要打开大灯，然后喷洒雨刷水3秒钟。大灯清洗将运行一次。如果还需要清洗，需要关掉大灯，重新打开，再喷雨刷水。扩展数据:奥迪A3是奥迪生产的汽车产品，基于大众MQB平台开发。它的车身采用轻量化设计和铝制材料，由1.4TFSI和1.8TFSI发动机提供动力。奥迪A3底盘前悬架为麦弗逊式，后轮轴为扭力和曲柄式结构，弹簧和减震器分开布置。除了出色的操控性之外，后悬架的空利用率也很高，所以载货面积在同级别车中是出类拔萃的。对于所有A3系列车辆，前后制动器均为盘式，前制动器配有通风槽。参考文献:奥迪A3_百度百科

房车家具设计与研究

机械设计制造及其自动化论文开题报告范文

　艰辛而又充满意义的大学生活即将结束，大学毕业前大家都要写毕业设计，在做毕业设计之前指导老师都会要求先写好开题报告，来参考自己需要的开题报告吧！下面是我为大家收集的机械设计制造及其自动化论文开题报告论文，欢迎大家分享。

机械设计制造及其自动化论文开题报告 篇1

　课题名称： 浅谈盒盖注塑模设计

　专业：机械设计制造及其自动化

　班级:xxx

　姓名：XXX

　学号：xxx

　指导老师：黄xx

　一、选题的目的与意义

　塑料相对金属，密度小，但强度比较高，绝缘性能优良，具有非常好的抗化学腐蚀性，在机械、化工、汽车、航空航天等领域，塑料已经大规模的取代了金属。目前塑料制件在工业、日常生活各领域几乎无处不在。所以掌握模具设计这一门技巧，对于未来从事相关行业的我们极其重要。在本课题的制做过程中，我们还锻炼使用UG、AUTOCAD等CAD,CAE绘图软件的技巧。使我们在塑件结构设计、塑料成型工艺分析、塑料模具数字化设计、塑料模具零件的选材、热处理、塑料模具零件的制造，以及资料检索、英文翻译等方面获得综合训练，为未来工作适应期奠定坚实的基础。

　二、我国模具工业的研究现状及发展趋势

　80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为13%，1999年我国模具工业产值为245亿，至2002年我国模具总产值约为360亿元，其中塑料模约30%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。

　我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。

　在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，如美国EDS的UGⅡ、美国ParametricTechnology公司的Pro/Emgineer、美国CV公司的CADS5、英国Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美国AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亚Moldflow公司的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。

　目前，国内市场对中高档模具的需求量很大，但要求国产模具必须在质量、交货期等方面满足用户的需求。另外，随着近年来工业发达国家的人工费用增加，其模具生产正向发展中国家特别是东南亚国家转移。因此，只要国产模具的质量能够有提高，交货期能够保证，模具出口的前景是十分乐观的。

　未来我国的模具将呈现十大发展趋势：一是模具日趋大型化。二是模具的精度越来越高。三是多功能复合模具将进一步发展。新型多功能复合模具除了冲压成型零件外，还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，对钢材的性能要求也越来越高。四、是热流道模具在塑料模具中的比重逐渐提高。五、是随着塑料成型工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将随之发展。六、是标准件的应用将日渐广泛。七、是快速经济模具的前景十分广阔。八、是随着车辆和电机等产品向轻量化发展，压铸模的比例将不断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求。九、是以塑代钢、以塑代木的进程进一步加快，塑料模具的比例将不断增大。十、是模具技术含量将不断提高，中、高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所导致模具市场走势的变化。

　三、课题关键问题及难点

　1.明确塑件设计要求

　仔细阅读塑件制品零件图，从制品的塑料品种，塑件形状，尺寸精度，表面粗糙度等各方面考虑注塑成型工艺的可行性和经济性，必要时，要与产品设计者探讨塑件的材料种类与结构修改的可能性。

　2、运用UG及CAD软件完成模具设计。

　分型面应选在塑件外形最大轮廓处。满足塑件的外观质量要求:注塑时分型面处不可避免地要在塑件上留下溢料或拼合缝的痕迹，因此分型面最好不要选在塑件光亮的外表面或带圆弧的转角处。其中分模是最重要的一环。

　3、模具结构设计

　1).塑件成型位置及分型面选择;

　2).模具型腔数的'确定，型腔的排列和流道布局以及浇口位置设置;

　3).模具工作零件的结构设计;

　4).顶出机构设计;

　5).拉料杆的形式选择;

　6).排气方式设计。

　4、模具总体尺寸的确定，选购模架

　模架已逐渐标准化，根据生产厂家提供的模架图册，选定模架，在以上模具零部件设计基础上初步绘出模具的完整结构图。

　5、模具结构总装图和零件工作图的绘制

　模具总图绘制必须符合机械制图国家标准，其画法与一般机械图画法原则上没有区别，只是为了更清楚地表达模具中成型制品的形状，浇口位置的设置，在模具总图的俯视图上，可将定模拿掉，而只画动模部分的俯视图。

　模具总装图应该包括必要尺寸，如模具闭合尺寸，外形尺寸，特征尺寸(与注塑机配合的定位环尺寸)，装配尺寸，极限尺寸(活动零件移动起止点)及技术条件，编写零件明细表等。

　通常主要工作零件加工周期较长，加工精度较高，因此应首先认真绘制，而其余零部件应尽量采用标准件。

　四、课题研究进程规划

　1、支座三维模型的设计:根据盒盖零件的尺寸，设计出它的三维模型，并分析模型的具体特征，确定注塑模的基本结构。

　2、分型面的设计:根据盒盖零件的结构进行拆模，设计型芯、模及定模的分型面。

　3、创建塑模模具元件:生成型芯、动模、定模等模具的成型零件。

　4、模具的充模、开模仿真:通过充模仿真，检查该模具注塑出的具有单一实体特征的塑件是否符合设计要求;通过开模仿真，检查开模是否能够顺利进行，开模是否发生干涉，从而确定模具设计的合理性。

　五、参考文献：

　1.张维合编著，注塑模具设计实用教程[M],化学工业出版社，2007.9

　2.屈华昌主编，塑料成型工艺与模具设计[M],机械工业出版社，2000.4

　3.屈华昌.塑料成型工艺与模具设计.北京:机械工业出版社，1996,1-3

　4.刘际泽.塑料制品内与模具设计提案.北京:中国轻工业出版社，2001,4

　5.李得群.国外注射模CAD/CAM/CAE发展概况.模具工业，1994,(9):47-53

　6.刘跃军，翟金平.聚合物注射成型的过程控制[[J].工程塑料应用，2001,29(9):41-42

　7.益小苏.高分子材料的制备与加工.杭州:浙江大学出版社，1997,4-8

　8.刑海涛.精品模具申城展风采高水平设备荟萃上海[[J].机械工人/冷加工，2002,(4):1

　六、指导教师意见

　指导教师签名：

　XX年XX月XX日

机械设计制造及其自动化论文开题报告 篇2

　摘要：分析了公路工程机械学施工设备管理及维护存在的不足，并提出改进和完善措施，包括提高设备管理及维护的思想认识、严格落实设备管理及维护的各项制度、明确职责并提高管理维护人员素质、加强施工现场工程机械学设备的管理与维护、优化管理维护体系并注重动态管理维护，进一步提升机械学设备管理及维护水平。

　关键词：公路工程;机械学 施工设备;管理及维护

　引言

　公路工程施工是一项系统且复杂的工作，为保证施工进度，施工过程中就有必要采用机械学设备。同时，为促进机械学设备作用的有效发挥，加强设备管理及维护是十分必要的。影响公路工程机械学施工设备管理及维护的因素是多方面的，例如，施工现场条件、管理维护人员、管理维护制度等。随着公路工程建设数量不断增多，人们生活水平不断提升，在这样的情况下，加强机械学设备管理与维护，提高管理维护水平无疑具有重要的现实意义。虽然目前施工单位注重管理维护工作，但由于相关制度没有严格落实，一些工作人员管理维护责任意识淡薄，导致管理维护仍然存在缺陷与不足，有必要进一步采取改进和完善措施，从而预防施工机械学设备质量和安全事故发生，降低不必要损失，确保施工进度，提高公路工程施工效益。

　1、公路工程机械学 施工设备管理及维护常见问题

　机械学设备管理及维护是公路工程施工的重要工作，做好这项工作能确保机械学设备处于良好性能，实现对质量和安全事故的有效预防。并促进机械学设备管理维护水平的提升，推动各项制度措施有效落实，提高管理维护人员责任意识。还可以将设备故障和安全事故消灭在萌芽状态，避免出现不必要损失，保证施工进度，促进公路工程质量的提升。

　1.1思想重视程度不够

　一些施工单位将工作重心放在市场拓展、加快施工进度、提高工程建设效益方面。对机械学设备管理维护重视程度不够，未能结合具体需要采取有效的管理维护措施，管理维护制度没有严格落实，相应的资金、设备管理维护的投入不足，管理维护人员较少，制约施工建设顺利进行，还可能给公路施工带来不必要损失。此外，尽管公路工程监督工作在保证施工安全、提高设备性能方面起着十分重要的作用，但也存在问题与不足。总的来说，表现在以下方面：没有对管理维护单位和工作人员的责任和义务进行详细规定，没有明确管理维护的地位，尚未完全确定其职能，没有清晰认识其作用，导致机械学设备管理维护不到位。

　1.2管理维护措施没有落实

　虽然公路施工单位普遍建立机械学设备管理维护制度，明确管理维护的目标、流程和相关工作人员职责。但由于管理维护人员责任意识淡薄，没有严格落实这些制度措施，施工中也未能采取有效的机械学设备管理维护方法，难以及时发现设备隐患，不利于提高管理维护水平。此外，机械学设备故障防范工作不到位。一些施工人员进入现场施工时，没有严格遵循规范要求进行机械学设备操作，预防性养护不足，日常巡视和维护不足，施工现场管理维护不到位，存在安全隐患，制约机械学设备性能的有效发挥。

　1.3设备管理及维护方面的不足

　为保证公路施工安全，加强机械学设备管理维护，落实管理及维护制度是十分必要的。管理维护制度在保证工程质量、工期等方面发挥重要作用，也得到社会普遍认可。但这些制度未能有效落实，面临不少问题，机械学设备管理维护工作面临更多问题和更严峻的挑战。例如，施工单位的业务竞争越来越激励，随着管理维护制度的建立，施工单位数量越来越多，它们之间的业务竞争愈演愈烈。在这种情况下，施工单位不得不探索新的方式方法，以便在竞争中占据有利地位，促进自身发展，有可能忽视机械学设备的维护与管理。但一些施工单位的机械学设备管理维护人员素质不高，主要表现为专业知识缺乏、实际经验不够，业务素质不高，不认真履行职责，影响机械学设备管理及维护水平的提升。

　2、公路工程机械学 施工设备管理及维护的完善建议

　为有效应对公路工程机械学施工设备管理及维护的不足，结合公路工程施工建设具体情况，笔者认为应该从以下方面采取改进和完善措施。

　2.1提高设备管理及维护的思想认识

　施工单位和相关领导应该提高机械学设备管理及维护的思想认识，认识到加强该项工作对推动施工顺利进行，提高工程建设质量和效益的重要意义。并制定和完善机械学设备管理及维护措施，在资金、人员等方面加大支持力度，为提高管理维护水平奠定良好基础。

　2.2严格落实设备管理及维护的各项制度

　结合公路工程施工需要，健全机械学设备管理维护的各项制度措施，促进施工顺利进行，推动管理维护的制度化和规范化。同时还要明确相关单位和工作人员职责，严格落实管理维护各项制度措施，建立严格的责任制，将制度有效落到实处，促进机械学设备管理维护水平不断提升，使机械学设备综合性能得到最佳发挥。重视机械学设备管理，合理摆放，满足施工需要。重视各种检测设备和检测手段应用，掌握设备运营基本情况，提高机械学设备管理维护效果。加强机械学设备检查工作，开展现场巡视和检查，及时排除存在的隐患，促进机械学设备综合性能得到最佳发挥。

　2.3明确职责并提高管理维护人员素质

　公路工程施工机械学设备管理及维护工作的主要职责是：负责检查和巡视施工机械学设备，定期和不定期开展检查工作，掌握设备运营基本情况，及时发现和处理存在的缺陷，使机械学设备更好地运营和发挥作用。为此，机械学设备管理及维护应该贯穿于工程建设全过程，对保证公路施工工作安全有序进行，促进员工遵守管理维护各项规定，保证公路工程质量和效益具有十分重要的意义。结合公路工程建设实际情况，可以采取以下措施来落实管理维护的各项措施：引进和培养高素质的管理维护人才，不断提高从业人员素质。加强公路施工管理维护人员职业道德建设，不断提高工作人员职业道德水平，严格遵循规章制度进行机械学设备管理维护工作。加强管理维护队伍建设，建立高素质、高水平的工作队伍，为提高机械学设备管理维护水平提供保障。注重施工人员培训，使他们严格遵循规范要作，预防故障发生。

　2.4加强施工现场工程机械学设备的管理与维护

　注重设备管理维护人员的管理培训，提高安全防范意识，严格按照规范要求进行设备维护，及时发现和处理存在的缺陷。完善机械学设备管理及维护各项制度措施。事实上，公路工程机械学设备管理及维护工作面临很多问题与挑战，根据这些问题与挑战，结合公路工程建设实际情况，应该提高思想认识，确保机械学设备处于良好性能和工作状态。加强公路施工现场巡视和检测，定期和不定期开展巡视，做好施工机械学设备日常巡视工作，确保设备处于良好性能和运营状态，有利于保证施工进度，提高工程建设质量和效益。建立并落实机械学设备管理维护措施，及时排除存在的各种隐患，促进机械学设备管理维护水平提升。

　2.5优化管理维护体系并注重动态管理维护

　例如，优化机械学设备管理维护体系，对管理维护现状进行全面掌握，明确管理维护任务。改进管理维护方案，明确管理维护组织职能，完善相应的报告机制，提前采取预防和控制措施，减少现场机械学设备安全事故的发生概率，提高安全事故预控能力，有效预防机械学设备安全事故发生。进行机械学设备动态管理与维护，加强现场基本情况调查，利用信息技术和现代计算机技术，进行动态管理维护是十分必要的。建立机械学设备管理维护数据库，全面掌握基本情况和现状，分析相关数据资料，为健全和完善管理维护体系提供参考和依据，为提高机械学设备管理维护水平提供有效的数据和技术支撑。

　3、结语

　文章主要对公路工程机械学设备管理及维护措施进行研究，机械学设备管理维护是一项系统和复杂的工作，涉及到工程的方方面面。在工程建设中需要做好管理维护工作，重视管理维护措施的有效应用。然而，目前还有很多方面值得研究和完善。例如建立管理维护预警机制，实施动态管理维护等，需要深入研究和探讨，并将其应用到管理维护实践中，进一步提升机械学设备管理及维护水平。

　参考文献：

　[1]曹琳.公路工程机械学施工设备管理及维护常见问题[J].汽车维修，2015(2)：2-3.

　[2]张清江.公路工程机械学施工设备管理与维护探讨[J].江西建材，2016(3)：202-203.

　[3]曹明辉.公路工程施工中的机械学设备管理[J].建筑机械学技术与管理，2011(3)：145-47.

　[4]刘义丰，滕居根.公路工程的机械学设备维护及管理问题探析[J].中国高新技术企业，2015(6)：119-120.

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全新宝马X5插电混动45e详解

摘要 ：随着我国经济与社会的不断发展，房车已经逐步走进人们的生活，人们对房车的认识也从遥远变得逐渐熟悉，房车逐渐成为人们的一种新的生活方式。人们对美好生活需求的日益增长，同时国家相继出台的有关旅游产业转型升级、促进自驾车旅居车旅游发展以及旅居车标准制定等利好政策的支持与带动下，这就预示着房车行业具有巨大的市场潜力和发展前景。

本文就房车家具设计进行具体研究，介绍房车家具设计的流程，以及房车家具设计的原则，房车家具布置设计以及各模块设计：对房车家具材料、造型与颜色进行研究探索，同时讨论到房车家具设计需要考虑的人机工程方面的探索，最近介绍计算机辅助设计的一些软件应用，希望能够对房车家具的设计与研究发展提供参考。

关键词：房车、家具、设计、旅居车、拖挂式房车、自行式房车

引言

随着经济的技术的不断发展，人们物质精神生活水平的不断提高，旅游业已经逐渐成为许多国家的主要产业。而旅游业中的新型产物——房车，在其中扮演者越来越重要的角色。房车露营是一种新的生活方式，在户外能够增进人们之间的情感。1999年房车开始进入中国，到今天已经有二十年，在这短短的二十年里，房车的发展迅猛，很多企业很多人加入到房车的队伍中来，使得房车行业越来越壮大。

1 房车概述

1.1 房车的定义与分类

房车是旅居车的俗称，按照QC T 776-2017 旅居车的解释：车厢装有隔热层，车内设有桌椅、睡具（可有座具转变而来）、炊事、储藏（包括食品和物品）、卫生设施及必要的照明和空气调节等设施，用于旅游和野外工作人员宿营的专用汽车。

1.2 房车的分类

房车可分为自行式房车、拖挂式房车两种，其中自行式有A、B、C型三种，拖挂式有A、B、C、D型以及营地拖挂A、B型两种。

2 房车家具设计与研究的背景与意义

房车是兼顾“房”和“车”两种属性，“房”的设计需要满足使用者的生活、起居、娱乐等需要。目前，国内房车设计还停留在模仿或者家装气息，没有与房车很好的融合一体。房车家具设计要求房车设计时充分考虑到使用者的使用需要，对房车内部空间进行功能划分，对车内家具进行合理设计，家具多功能化设计，以及如何提高空间利用率。

3 房车家具设计的流程

房车家具设计是分阶段按顺序进行的。房车家具设计本身是建立在工业化生产方式的基础上，综合材料、功能、经济和美观等诸方面的要求，以图样形式表示的设计和意图。一项产品设计的工作从开始到完成必然地表现着一定的过程，依照顺序层层递进，并在顺序性进行中体现和提高设计效率。

根据本公司经营管理模式、产品类型、设计开发能力、设计人力资源等特点，指定目前阶段房车板式家具开发流程，如图所示：

4 房车家具设计的原则

4.1 安全性原则

房车家具设计需要考虑乘客人员的安全问题，需要“以人为本”的设计理念，因为房车内部空间狭小，对房车家具的设计需要更多防止磕碰、二次伤害等，故房车家具设计多使用弧形设计，转角也多圆角型材过度。针对自行式房车还需要考虑形式过程中的安全问题，必要的地方需要增加安全带或者扶手等。

4.2 功能性原则

房车家具在有限的空间里满足所需要的功能是需要把一些功能进行组合，这些一边表现在家具的设计上。比如沙发变床组合、折叠、可拆卸等功能。

4.3 环保性原则

房车家具设计需要考虑家具的环保性，人们房车旅行大部分时间都在房车里面，而相比房屋的空间，房车要更小，而家具是房车内部气味释放的主要来源，房车家具板材需要用E0级环保板材，家具设计上要考虑家具自身的通风性。

4.4 轻量化原则

家具设计的轻量化，首先体现在板材材料上，尽量使用轻量化的家具板材；其次在家具的设计上也要考虑如果在满足使用功能以及结构强度的基础上，将家具的质量降到最低，比如在不可见面的板材上去掏减重孔，

4.5 模块化原则

房车安装模块划分大致可分为：床模块、卫生间模块、沙发模块、橱柜模块、电视柜模块、衣柜模块等。模块化设计能很好缩短开发周期，降低成本，模块化设计让客户有更多的选择。

5 房车家具布置设计

房车家具布置设计，不同房车车型其内部空间结构、尺寸、拓展等有一定差异，房车内部空间有限，需要考虑使用者的应用场景进合理行设计。房车家具布置设计应该是房车总布置重要的组成部分，其需要结合房车电路、管路的布置和设计进行房车家具设计。

6 材料、造型与色彩设计

6. 家具材料

目前，房车家具板材大部分采用轻量化芯材做成的三聚氰胺板，外表面大部分是木纹理。

主要使用是为T9mm、T12mm、T15mm双贴面三聚氰胺板。轻量化板材相比于传统板材质量轻35%左右。新材料的应用复合材料板材，着力部分实心多层板，其余部分用轻质材料填充以达到轻量效果，表面用PP膜，此板材比轻量化板材更轻，但由于其高成本目前还没有广泛应用。

6.2 家具造型

房车家具区别与家用家具，在造型方面多以弧形曲面家具位置，其目的不仅仅是为了美观，更重要的是节约空间，让使用者在房车内部空间活动时更加灵活。房车中的弧形吊柜很好地诠释了这点。

6.3色彩设计

房车家具的色彩主要表现在家具主体和门板上，房车内饰色彩偏向于温馨暖色调。房车家具的主体和门板可以使用同色，也可以使用对比补，房车内饰色彩不宜太多，主色调一般不超过三种，主要应用对比色和重复传递的方案凸显房车内部整体感和层次感。

7 房车家具设计的人机工程分析

在房车的开发设计中，房车家具设计需要考虑到人机工程，必须根据需要进行合理布置，在提高利用率的同时，不能牺牲乘客的舒适度为代价，这一点在房车的设计中越来越重要，直接影响客户的喜好以及市场的竞争力。

7.1 人体尺寸

在房车家具设计上满足所有人的需求是不可能的，但必须满足大部分人。所以必须从中间部分取用能够满足大部分人尺寸的数据作为依据，因此一般都是舍去两头，只涉及中间90%、95%、99%的大部分人，只排除少数人。应该排除多少取决于排除的后果情况和经济效果。

7.2 家具尺寸设计

家具设计过程中，按照国人人体尺寸百分位进行设计考虑，运用数据来确定尺寸，可以利用CATIA三维软件进行空间模拟，使得人机系统的综合效能达到最佳水平，只有做好人机工程材能设计出更加复合国人的房车，才能赢得消费者的喜爱，不断提升产品的竞争力。

7.3 心理空间

房车内部空间尺寸的界定不仅受到人体尺度及活动范围的限定，同时还需要考虑心理空间的范围。空间的适合程度与使用者在空间实际使用过程中的用户体验与心理满意程度相关。所以房车家具设计应该在人体尺寸研究的基础上再考虑到心理空间的需求，让使用者再房车狭小的空间里也不会产生压抑的感觉。

8 计算机辅助设计

? 对于房车内部空间较小的环境，放置家具还需要留出空间，不让人们感觉到压抑感，是一件认真考虑，这里可以借助计算机辅助设计软件进行，根据家具设计根据不同的阶段，可以选用适合的计算机辅助设计软件。

8.1 概念设计阶段，手绘为主电脑为辅，现在电脑手绘软件越来越强大，电脑软件有其独特的优势，推荐在IPAD+Apple pencil上用SkechBook绘制电脑效果图，可很好的展示自己的设计想法。

8.2 工业设计阶段，可使用Rhinocers+Vray设计，Rhinocers能够快速建模，配合vray for Rhonecers 能看到渲染效果图，很好的进行创业设计。

8.3 工程设计阶段，可用强的大CATIA软件，集成了CAD、CAE、CAM,能够建立装配、检查部件之间的干涉与碰撞，实现模块与模块之间的无缝对接，能够高效、精准地进行“UP TO DOWN”的设计，还可以进行人机分析和家具有限元分析，可以电器管路设计协同设计。配合AUTOCAD进行二维工程的输出。

9 结束语

房车的发展在国外已经有上百年的历史，但是在我们只有短短20年的发展历程。目前国内房车的设计制作仍然以模仿、改装、代工为主，房车家具设计与国人的实际需求以及审美取向存在着一定差异，如果恰当把房车家具设计“本土化”，使得设计既能满足人们的使用需求，又能满足人们的精神需求，是当今房车家具设计与研究探讨的问题。

房车消费理念日趋时尚。国外房车露营已经非常普遍，尤其是发达国家。国内这些年也越来越流行自驾游，人们更加注重与大自然的交流。

房车行业是发展中的新型产业，未来前景广阔。随着人们消费水平的提高，房车的产业链不断完善，进一步规范房车的设计、房车标准配套与使用等行业标准。房车家具设计与研究，满足市场要求。?

参考文献

［1］QC T 776-2017 旅居车

［2］张绮曼?《室内设计 资料 集》 中国建筑工业出版社 出版

请问除了高温以外还有哪些方法可以使金属变软易于加工？比如某种化学药剂可以把金属变得和粘土一样软。

之前小星为大家介绍了宝马全新一代X5代号G05与上一代X5代号F15的区别。最近售价84.99万的2020年新款宝马X5插电混动车型xDrive45e隆重上市，随着小星来了解一下它的技术亮点吧。

↑全新宝马X5插电混动车型xDrive45e

首先名字上全新宝马X5插电混动车型从上一代xDrive40e更新成了xDrive45e，体现整体性能的提升。其次，从全新一代X5的前脸你就能一眼认出它。它不仅拥有更大的主动开闭式双肾式进气格栅，而且两侧下部的黑色刹车通风进气口也更显眼。动力方面全新宝马X5插电混动xDrive45e采用直列六缸3.0T发动机替代了上一代的四缸2.0T发动机。在同样沿用单电机双离合P2混动架构的情况下，将原来的百公里加速成绩6.8秒提升到了目前的5.6秒。得益于采用全新的24kWh高压锂电池组，纯电工信部续航里程大幅提升到了85公里。

↑全新宝马X5插电混动xDrive45e技术亮点

技术亮点汇总

全新宝马X5插电混动xDrive45e后备箱设计充满了人性化。在提供充足储物空间的同时，充分考虑大尺寸尾门的开合问题。采用上下分离设计，并且都能够电动打开关闭。停车的时候再也不用担心车辆离后方墙壁过近尾门无法完全打开了。由于优秀的动力电池组设计，在能量和纯电续航里程大幅提升的同时后备箱体积没有受到影响。后排座椅放倒后仍然可以组成超大全平的储物空间。

↑全新宝马X5插电混动?xDrive45e后备箱

由于动力电机集成在8速纵置四驱AT自动变速箱中，全新宝马X5插电混动xDrive45e配备了全新强化的四驱系统。不仅前后主动空气悬架能够提供更好的舒适性和离地间隙调节。而且四驱系统配备了定制的差速锁来提升越野能力。12.3寸中控大屏和全液晶仪表盘采用了一体贯通式设计。第三代全彩抬头显示系统不仅显示面积更大且可以显示更多信息。特别是混动驾驶模式、制动能量回收力度和纯电续航里程在数字仪表盘上一目了然。

↑全新宝马X5插电混动?xDrive45e数字仪表盘

全新插电混动动力总成

新一代X5插电混动?xDrive45e一大亮点其实隐藏在发动机盖下，那就是换装全新B58直列六缸3.0T发动机的插电混动动力总成，它相比上一代xDrive40e配备四缸2.0T发动机的插电混动动力总成有着多个技术亮点。

全新B58直列六缸3.0T发动机由于如下特点拥有出色的性能：

a.?高强度铸铝发动机缸体

b.?发动机封闭冷却水道设计

c.?电弧喷涂技术wire?arc?spraying?technology?(LDS)

d.?单涡轮双涡管

e.?智能发动机热管理

↑2017款宝马X5?xDrive40e插电混动动力总成

相比上代2017款宝马X5?xDrive40e插电混动动力总成配备四缸2.0T发动机加单电机集成8AT自动变速箱的组合，全新宝马X5?xDrive45e插电混动动力总成采用直列六缸3.0T发动机加单电机集成8AT自动变速箱的组合。发动机在长度上更长，充分利用了发动机舱的空间。相比上一代动力电池后备箱布置的方式，全新宝马X5?xDrive45e的动力电池布置在后座下方，能量密度更高且更紧凑不占储物空间。

↑全新宝马X5?xDrive45e插电混动动力总成

全新宝马X5?xDrive45e动力电池相较上一代动力电池，能量从9kWh提升到了24kWh，对应的纯电续航里程从27公里提升到了85公里。该动力电池组采用了宝马专利的双模组设计理念，由12个电芯模组两两组成大容量电池组。其中实现高能量密度的秘密包括：

轻量化箱体设计，与底盘架构完美吻合

高效双模组中心冷却，高效冷媒冷却

高能量密度高性能电芯

双模组设计理念

↑宝马X5插电混动xDrive45e高压电池组

全面革新的电源分配架构

与此同时，新一代宝马X5插电混动xDrive45e除了高压电池组以外，采用了多达3个的12V电池组成的革新电源分配架构。一个主电池位于车辆后部，另两个副电池分别位于车辆左前和右前。通过贯穿车身的主干架构电源分配宽铜排，智能电流分配系统将3个电池的能量分配给各处的用电器。既能在负载出现故障时智能保护，又能在故障修复后自动恢复供电。多电池相互冗余为关键负载比如驾驶辅助系统的正常运行提供了强大的供电保障。

↑宝马X5插电混动xDrive45e采用多电池配置

宝马X5插电混动xDrive45e采用多电池配置与宝马发布的Backbone主干架构智能电源分配系统相关论文相互呼应。传统单12V电池的树形结构，电池的能量需要通过第一级的电池保险丝，第二级的保险丝继电器盒和第三级包含半导体和继电器的车身控制器才能完成对用电负载的配电。而且当负载短路熔断保险丝时必须维修更换保险丝。全新Backbone主干架构采用多电池配置，通过半导体技术组成的智能电流分配单元，电池的能量基于贯穿车身的电源主干直接分配能量给用电负载，并且保护负载可能出现的各类故障。

↑宝马Backbone主干架构智能电源分配系统

如上，小星介绍了全新宝马X5?插电混动xDrive45e由直列六缸3.0T发动机加集成电机8AT自动变速箱组成的插电混动动力总成。双模组设计高能量密度的24kWh动力电池使该车型获得了85公里的纯电续航。全面革新的Backbone主干架构智能电源分配系统使得它的供电方式更智能更可靠。感兴趣这款插电混动豪华SUV的朋友记得去体验一下哦。

参考文献和扩展阅读

相关论文：New?approach?to?energy?distribution?Backbone?architecture?as?enabler?for?innovative?vehicle?electrical?systems

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

江苏激光联盟导读：

本综述旨在重点介绍3D打印聚合物基，金属金属和金属陶瓷应用的范围，同时讨论增材制造多材料结构的优势和挑战。本文为第二部分。

3．2．纤维增强聚合物复合材料

与仅由聚合物制成的复合材料不同，纤维增强聚合物复合材料(FRPC)因其重量轻、强度高而备受关注。AM现在正被用于使用传统聚合物AM工艺[44]来制造FRPC。纤维增强复合材料由排列和分散在聚合物基体中的小纤维组成。它们通常是由层压板以不同的方向相互叠加而成，这被证明是一种通过传统复合材料叠合技术制造出坚固、轻量化零件的有效方法。

Impossible Objects公司创建了一个类似的系统，通过一种称为基于复合材料的增材制造(CBAM)的工艺，增材制造碳纤维复合材料结构，从螺钉到翼型。与传统的复合材料铺层技术相比，这些结构显示了该工艺提供的复杂能力，传统的复合材料铺层技术限制了复杂的设计。该公司还开发了一种3D打印机，通过紫外辐射固化和沉积纳米纤维垫，将基于喷墨的聚合物3D打印技术集成在一起。喷墨沉积一层光固化油墨,它是随后治愈使用紫外线辐射,加热,然后在聚合物纤维垫。纤维垫的形状,印在垫子上,这个过程持续分层技术直到部分完成。每一层可使用不同的纤维，最后部分的性能可根据纤维的类型和布放的方向来设计。

金属调幅的三个最显著的缺点是基础设施成本高，交货周期长，以及缺乏标准。这些限制抑制了AM在大规模生产部件或需要精确机械性能的部件上的使用。大型金属AM机器是昂贵的是粉末原料，建造时间是非常缓慢的，AM零件需要精加工，除非最终部分是复杂的，从一个钢坯加工是更快的。然而，在某些情况下，AM对于生产部件和原型设计都是可行的技术。例如，由钛制成的复杂部件(如细胞结构或其他具有低相对密度的几何形状)是DMLS的优秀候选材料。钛是硬的，很难加工，特别是在一个复杂的部分，只有一小部分的原始钢坯残留。在这些零件中，DMLS可以满足前面列出的五种驱动，因此具有比传统加工更有竞争力的利基应用。

(a)如何通过常规加工(去除材料)和AM(添加材料)实现两个相同零件的原理图。(b, c)带有小挠度的钛镜支架，用于固定镜子。这个零件是用钢坯加工而成的。(d)在RPM Innovations使用LD将一块Ti沉积在Ti衬底上。(e, f)从(d)的零件加工出与(b, c)相同的弯曲度，表明增材工艺比传统工艺需要的加工少得多。

上图演示了这样一个例子，其中一个AM应用程序可以应用到硬件上。光学支架是用来固定镜子的金属支架，通常比较复杂，需要精密的弯曲来抓取和倾斜镜子。图(b)和图(c)中所示的镜面支架是由一个大的钛坯料制成的。坯料的原始尺寸超过了小挠曲的高度，这表明在制造过程中，Ti的去除量远远超过50%。图(a)中的原理图显示，对于这样的零件，通过在钛基板上只沉积弯曲所需的材料，在添加工艺中构建弯曲可能是经济有效的。图(d)显示了Ti-6Al-4V (Ti-6-4)块，其中Ti-6-4柱是用LD沉积的。然后将ti块按常规加工成镜面弯曲，如图(e)和(f)所示，使用与制造硬件相同的常规加工，如图(b)所示。这表明，当战略性地应用AM工艺时，它是有效的，就像需要去除50%以上的坯料来制造的零件一样。

FRPC的调幅加工技术是从席地沉积技术发展出来的，它将碳纤维与聚合物长丝结合在一起，这正在缓慢地推动传统聚合物调幅技术在某些应用中进入原型阶段。其中一个应用是由橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)生产的一辆3D打印汽车，在那里，一种聚合物复合材料被用于制造一辆1965年的谢尔比眼镜蛇(Shelby Cobra)的车身，这是一个前所未有的壮举。表3列出了基于聚合物的多材料结构及其各自特性变化的其他具体例子。

表3 MM-AM组合的例子及其各自的属性。

4. 金属和合金的MM-AM

AM的设计能力与金属和合金的机械性能相结合，在设计师和高性能的最终部件之间建立了无与伦比的联系。最常见的金属AM工艺是直接金属激光熔化/熔化(DMLM/DMLF)，电子束熔化(EBM)，激光工程网整形(LENS)，直接激光/能量/金属沉积(DLD/DED/DMD)，激光基金属丝沉积(LMWD)，电子束自由成形(EBF)(或电子束增材制造(EBAM))。混合增材制造(HAM)工艺也正在研究金属增材制造，以结合增材制造和减法制造。通过这些共同的过程，来自激光或电子束热源的高能输入可以提供足够的热激活能量，形成独特的微观结构和相，这是通过平衡冷却无法实现的。而且，通过精密的热管理系统，可以为特定的应用定制梯度微结构和相。图6突出了通过AM实践创建的一些金属基多材料结构的独特的微观结构和相。

图6 (b) MM-AM设计，(c,d) Ti3Ni2Si增强复合材料的基体-沉积界面金属间化合物形成，(e) IN718上的铜合金，(f) SS316?+?BN复合材料涂层的基体-沉积界面树枝状生长，(c,d) Ti3Ni2Si增强复合材料的基体-沉积界面金属间化合物形成。(g) Ti6Al4V?+?增加CoCrMo[58]的数量，(h) TiN增强Ti6Al4V中TiN形成周围的反应层。

虽然有许多系统能够增材制造金属，但由于各种机器特定的限制，这些技术大多局限于单一的材料AM。例如，金属粉末床熔接工艺虽然可靠，在学术界和工业界都被广泛接受，但由于工艺的特点，无法简单地完成多种材料的加工，因此只限于单一材料的使用。粉床熔合等工艺无法实现多材料加工的问题不在此讨论;相反，下面将讨论对MM-AM最有希望的一些多材料加工工艺以及一些创新的例子。表3列出了金属多材料结构及其各自性质变化的其他具体例子。

4．1. 线馈电直接沉积

EBF和LMWD是在一束电子束或激光的作用下，将所需材料的金属丝在基板上沿着设计路径熔化和固化的过程。然后，以一层一层的方式制作零件，直到制作出一个完整的零件(图7中显示了一些由这个过程创建的大型结构的例子)。尽管制造最后一个零件的基本原理类似于成熟的聚合物FDM工艺，馈线直接沉积是独特的，因为馈线在梁下可以很容易地改变过程中，以制造多材料零件。此外，对零件设计的唯一限制是馈线器的数量，以及材料是否可以馈线形式。要做成线状，材料必须具有延展性，以承受必要的力，使材料的直径减小到更细。由于这可能是先进材料结构的一个限制因素，因此在线材原料中，可以选择大量的原材料，包括钛、铬镍铁合金、铝、镍、镍铜、钴、钽，甚至铌以及它们各自的合金。

图7 各种线馈电直接沉积结构和复合材料组织的图像。

从这种选择中，可以通过组合不同的金属丝，甚至通过将金属丝与来自单独馈电的金属粉末在一次构建过程中结合，用大量不同的材料制成成分级配部件。钛合金Ti6Al4V被沉积为不同厚度的管状和方形截面，以创建大型、光滑的单材料组件(图7a-c)。图7d和e给出了通过直接送丝生产的其他单材料散装零件以及工艺示意图。在制造过程中，当另一种材料被引入系统时，断面分析和显微组织观察是理解逐层熔化过程中其发展的必要条件。图7f - i为线馈电复合材料中获得的一些显微组织，其中图7f,g为线馈电方式沉积Ti6Al4V时，连续加入碳化钨粉末所引起的显微组织变化。这种丝/粉复合流动导致WC、W2C和TiC强化相形成，使复合层的显微硬度从320 HV0.2提高到500 HV0.2。虽然添加的粉末是陶瓷的，但可以在同一意义上添加多种金属粉末，形成金属-金属复合材料。

除了从线材馈电过程中获得的机械优势，如增加硬度，该技术还有一个明显的加工优势:沉积速度。据报道，EBF工艺的沉积速率高达330?g/min，与定向光制造(DLF)和线材和电弧增材制造(WAAM)的沉积速率10和12?g/min相比有很大差异。然而，随着这种快速沉积，高表面粗糙度和低尺寸精度成为一个问题。为了制造复杂的金属结构，要求具有较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度。可能实现这一精度的最简单的方法是通过减少用于制造的材料的尺寸，因为激光用于像LMWD这样的过程已经有了一个小的光斑尺寸的能力，这增加了几何能力，即尺寸精度。将材料从线状缩减为粉末状是实现这一目标的最简单方法，因为填充密度增加，而按比例缩小的材料通常相当于按比例缩小的分辨率。粉末基直接沉积技术最适合制造复杂金属结构所需的两种要求，其尺寸精度约为25-130?μm，表面粗糙度为1-2?μm。与线材直接沉积相比，部分由于这种能力，粉末基直接沉积在创新方面取得了长足进步。

4．2． Powder-based直接沉积

LENS、DLD和DMD是一种直接沉积方法，可以制造多种材料，如送丝，它们使用粉末金属代替金属丝作为大块加工材料。这些过程是通过在激光的焦点下流动金属粉末，并以可控的速度在基材上熔化和固化来实现的。然后，通过将基板或沉积头按适合每一层的路径移动，一层一层地沉积材料来构建形状。这种方法允许MM-AM通过动态改变粉末沉积在特定时间的构建。与多个粉末料斗(在处理过程中，机器中存储散装粉末的外壳)应用多种材料，可以像关闭一个料斗和另一个在触摸按钮一样容易。图4a-c显示了基于粉末的直接沉积过程通常是如何工作的，以及它们如何在制造过程中改变材料以创建多层材料的层状结构。不仅可以在制备过程中随时改变沉积的粉末，而且可以将不同的粉末预混合并沉积在一条流中。这使得从一种材料到另一种材料的梯度变化成为可能，在用户可定义的位置创建复合结构，在特定的功能是需要的。

然而，最重要的质量限制是存放的材料是否与先前存放的材料相结合。这是大多数增材制造工艺的固有问题，有时需要对材料进行修改，例如聚合物AM需要在热塑性塑料中添加增粘剂，以帮助连接连续的两层材料。由于多种材料在熔炼和凝固过程中会发生复杂的相互作用，不同材料之间的热力学演化会导致材料特性的不同。热膨胀系数、激光吸收率、熔化温度和热导率的不匹配只是某些特性，有时会抑制多种材料的结合。金属粉末表现出几乎是层状的流体流动行为(类似于细砂)，而不是随机破碎和劈裂(类似于烘焙面粉)，这在很大程度上也影响了沉积过程中保持恒定和预期的粉末流动速率的构建质量。

目前，人们正对这些局限性进行广泛的研究，以克服粘接问题，并使用坚固的材料-材料界面构建部件，本文稍后将讨论一些替代技术。公司已经克服了其中的一些问题，并开始利用这些工艺进行多材料部件的商业化开发。例如，DMG MORI制造了一种将直接激光沉积与五轴超声研磨相结合的机器。这台机器可以制造非常复杂的零件，并通过制造由钢、铬镍铁合金和碳化钨组成的钻头来制造兼容的多材料零件。另一个例子是LENS工艺创建的不锈钢管直接从316L过渡到430L，有效地从非磁性材料过渡到磁性材料。

与传统焊接工艺相比，LENS工艺创造了这种完全没有焊缝或大的热影响区，具有平滑过渡的连续结构(图4j)。显微组织表明，沉积层界面处晶粒生长方向优先。整个截面的显微硬度值表现为从SS430区最高的266±4 HV到SS316区最低的174±3 HV的平稳过渡。在双金属结构的SS430侧观察到磁性功能。通过粉末直接沉积的AM具有强大的能力，有效和准确地将多种材料合并到一个单一的组件，这使得这一过程在制造领域越来越令人兴奋。

4.3 混合增材制造(HAM)

数控加工是一种将节省成本的加法加工与减法数控加工的尺寸精度相结合的加工方法。当一个金属部件通过直接能量沉积法进行加成加工时，HAM允许在同一系统中沉积后立即对该部件进行加工。这与传统的数控技术的步骤有很大的不同，在传统的数控技术中，一个单一的材料块被放置在数控机床上，并经过大量的减法过程来创建最后的部分。在铣削过程中，多余的材料产生了大量的材料浪费，这直接转化为制造成本和环境影响。然而，在HAM中，最初的块材料不再存在，因为操作人员是通过直接沉积的方式将零件建立在接近净形状的位置，只需要在必要的地方进行表面处理，并产生很少的材料浪费。这个过程的示意图如图8所示。此外，由于添加部分是通过直接的能量沉积过程，多材料的能力是存在的。利用数控加工的减法能力，在将第二种材料沉积到均匀的表面之前，可以降低表面粗糙度，这对于制造密集的、可重复的层非常重要，特别是用于修复和涂层目的。

图8 图(上)显示了在制造过程中，HAM与传统加工方式的对比，以减少材料浪费，以及一些由DMG MORI(左下)和Optomec(右下)生产的HAM零件和系统的实际实例。

此外，在沉积后，用户可以直接精确地控制设计几何形状的表面。如图8所示，DMG MORI的Lasertec 65等系统可以通过5轴材料沉积，然后在同一系统内进行精确的5轴铣削，生成系统就绪的组件。Optomec公司也具有这种能力，其模块化设计可以将数控铣床、车床、机器人等集成到一个系统中，在制造过程中提供难以置信的运动控制和精度。

由Optomec创建的混合AM部件也可以在图8中看到，其中CNC铣削控制在部件的各个区域，而其他复杂的形状保持在沉积状态。这种制造业的发展与传统的加工AM零件有很大的不同，后者需要送到单独的数控机床进行最后的精加工。在HAM中，多种制造方法被组合成一个过程，在保持固定零件位置的同时，可以轻松地从增材到减材。

HAM也以另一种方式起作用;在添加材料之前可以进行减法处理，使部件易于修复。通过将磨损部件放入HAM系统中，然后对受损区域进行预处理和构建，使其恢复到原始状态，HAM在结构、汽车、航空航天等领域开辟了广泛的材料节约机会。这允许在现有和新创建的结构区域制造精确的表面特性，同时大大降低制造成本和材料浪费。

然而，从设计到最终的过程有其局限性。设计中的不均匀横截面导致数控加工操作受到悬挑结构、更换刀具所需时间、大量的设计前期考虑以及缺乏冷却剂等因素的限制，使得该过程有时难以实现高效生产。

一旦在未来的研究中解决了这些限制，诸如航空航天、汽车、医疗和国防等目前使用金属AM的行业将受益于HAM，因为它可以减少材料浪费并缩短周转时间。高效的部件维修也将对这些行业产生吸引力，以限制大量的维修/更换成本。HAM在使AM过程更高效方面具有巨大潜力，未来的研究需要解决这一过程的缺点。

4.4 梯度金属结构的MM-AM

DLD、DMD和LENS制作梯度结构的能力有很多优势。例如，当两种不同的材料相互粘接时，由于前面描述的性能不匹配，在界面处失败的几率通常更高。由于粘结问题是由于材料性能的巨大不匹配而引起的，解决这些问题的第一步就是减少不匹配的程度。如果材料性能存在梯度变化，则材料失配失效的可能性将会降低。

在不改变材料组成的情况下实现这一目标的一种方法是，使用复合层作为两种纯材料之间的一种“粘结”层，而不是直接过渡。人们对制作梯度材料的设计方法进行了研究。梯度材料是一种具有不同材料域的梯度材料。新提出的方法是基于离散的，从连续的材料变化到逐步变化。一个简单的例子可以直接过渡到一个复合材料一个区域的50%和50% B,然后直接过渡到女性切割的材料B .几个例子as-deposited状态以及原理图的设计层次中可以看到图4 d。

可以设计具有梯度材料特性的零件，并可以通过改变粉末输入来制作零件。通过这样做，材料的性能可以通过利用材料的不断变化的材料/机械性能来设计。例如，在150°?C时，Ni-Cr零件的设计负热膨胀系数(CTE)为dL/L?=?0.00065。理想情况下，这一过程可以用于制造压电结构，具有负泊松比，或制造具有负热膨胀的延性金属。

成分级配也增加了部分的整体性能和完整性，因为弱化接缝的焊缝应力集中大大减少。在一个案例中,有限元素分析表明,梯度过渡从不锈钢304 l到625年铬镍铁合金在汽车阀杆少大约10倍在过渡区应力集中而摩擦stir-welded联合在操作温度下相同的材料(图4 h)。另一个FGM的例子是，在高温航空航天应用中，透镜沉积的铬镍铁合金向铜合金过渡，以增加导热行为(图4i)。一旦材料性能的不匹配可以通过改变工艺参数来解决，就可以设计出用传统方法难以制造的结构。成分级配方法表现为界面处Inconel 718和GRCop-84元素逐渐转变，界面处呈柱状晶结构，Cr2Nb析出相沿晶界和基体-沉积界面聚集。在50°?C至300°?C的温度范围内，测量平均热扩散率为11.33?mm2/s;在3.20?mm2/s时，扩散率比纯Inconel 718合金提高了250%。与Inconel 718相比，双金属结构的电导率提高了近300%。

增材制造的多孔结构，虽然看起来不太直观，但可以归类为多材料结构，用一种设计方式制造的单一材料，空气可以作为内部和外部孔隙的第二种材料。这些结构与人们通常想象的MM-AM密集结构有很大的不同。这种设计的孔隙率通过弱化结构和增加表面粗糙度，对材料的性能有显著的影响。

这一想法是工程多孔金属种植体用于生物医学应用的基础，因为种植体与组织间的不良相互作用和患者体内种植体与骨强度的高比值是承重种植体的两个主要关注点。由于表面能的变化和表面面积的不足，种植体与组织之间的相互作用在很大程度上取决于种植体的表面粗糙度，这可能会导致种植体与宿主组织之间形成强界面的问题。通过外部和互联的孔隙度增加表面粗糙度，从而通过增加表面积和允许机械连锁来创造更持久的种植体，从而改善种植体与组织之间的相互作用。

使用空气作为这些生物医学设备的第二材料也降低了植入物与骨的强度比到更合适的水平。这对于减少被称为应力屏蔽的现象很重要，这种现象发生在植入物比周围的骨骼更强，吸收比骨骼更多的负荷，最终削弱骨骼并在周围的骨骼中形成骨质疏松区。随着种植体周围的骨头磨损，种植体松动的几率大大增加，通常需要进行翻修手术以减轻疼痛并更换种植体。在植入物中引入空气作为第二种材料，减少了强度的不匹配，同时增加了组织生长到材料中的可能途径的数量。

与单纯致密的CoCrMo涂层相比，通过MM-AM制备多孔钴铬钼(CoCrMo)髋关节假体已被证明可以减少应力屏蔽，同时提高假体的生物相容性。在高达18体积%设计孔隙率的情况下，涂层的模量从传统加工合金的248?GPa降低到33-43?GPa，这大大降低了天然骨的不匹配，模量范围为3-20?GPa。类似的涂层也被报道增加了表面硬度、耐磨性和生物相容性，有可能改善关节表面在体内的性能。在Ti6Al4V表面添加25%、50%、70%和86%的CoCrMo梯度涂层后，Ti6Al4V表面的硬度从333?±?16 HV提高到947?±?22 HV。随着CoCrMo含量的增加，Ti6Al4V晶界处析出相增多，孔隙率为70%时，沿晶界聚集的析出相被细小的两相CoCrMo-Ti6Al4V显微组织所取代。这些结果表明，与传统的Ti6Al4V种植材料相比，梯度结构的耐磨性有很大的提高。诸如此类的梯度结构通过制造更持久、性能更好的产品来改善患者的生活方式，在当今世界影响着大量的人。由于其在制造多材料部件方面的优势，以及其改变和裁剪新材料性能的可能性，FGM切割技术将继续受到广泛的研究。

来源：Additive manufacturing of multi-material structures，MaterialsScience and Engineering: R: Reports，doi.org/10.1016/j.msr.2018.04.001

参考文献：GE Global Research, 3D Printing New Parts for Aircraft Engines,2017, (Accessed 11 February 2018).