固化系统

固化系统（共12篇）

固化系统 篇1

1 什么是操作系统

操作系统(Operating System,简称OS)是指管理计算机系统的全部资源(包括硬件资源,软件资源,数据资源)控制程序运行,改善人机界面,为其他应用程序提供支持的,使计算机系统所有资源得以最大程度利用的一个服务界面。它大致包括5个方面的管理功能:程与处理机管理、作业管理、存储管理、设备管理、文件管理。

2 操作系统的现状

现今的操作系统主要由两大家族组成:Unix家族和微软Windows家族,而主机系统和嵌入式操作系统使用多样的系统,并且很多和Windows、Unix都没有直接的联系。不管是windows家族又或者Unix系统家族,都是单纯的软件。而主机硬件部分依旧由由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。经过多年的发展,传统的将主机分为软件硬件两个部分的技术已经得到了长足的发展,然而我们不难发现,这种传统模式,已经越来越无法适应先进社会的需求,从而陷入了技术的瓶颈。于是我们不难想到,既然二者分开会相互制约发展,那是否可以将两者合二为一,整合两者成为一个整体,从而打破束缚,来提高系统的效率。于是,操作体统固化技术,应运而生。

3 什么是固化技术

操作系统固化,简单的说就是将操作系统硬件化。软件固化的方式主要有两种,一种是完全硬件化实现,例如,用单片机技术,将原本需要用软件来实现的程序,用可编程控制器的技术来完成,这种完全固化的技术有着先天的优势,系统稳定,运行速度快,但是也有着不可忽视的缺点,那就是技术实现复杂,先期投入过大,后期难以实行升级,容易被淘汰,从而造成巨大的浪费。所以,除了一些有着特殊需求的行业,这种固化技术很难大规模投入使用。正是由于一样种种的缺陷,于是我们提出了一种介于软件和硬件之间的基于闪存芯片技术发展的固化技术,即以闪存芯片为存储媒介的操作系统固化技术。具体的来说,以闪存芯片替代硬盘作为操作系统的载体从而引导启动,并执行相关运行操作。从而大量节省从硬盘向内存读写所花费的时间,解决了硬盘因为机械构成而成为pc系统中性能瓶颈的问题。

4 操作固化技术的优点

众所周知,现行操作系统有着很多的被人诟病之处,比如:系统启动,运行速度慢,系统稳定性差,易被病毒感染,已经软件操作系统众多的版权问题,这让众多的开发商和使用者都头痛不已。而以上这些问题,在使用操作系统固化的技术后,都将迎刃而解。因为先天构成的原因,所以闪存芯片的读写速度远远操作了因为机械转速制约而极难提高硬盘数据读写速度。正是这个原因所以操作系统固化所带来的性能上的提高已经毋庸置疑。而因为系统固化于闪存芯片之内,可以利用物理开关的方式进行读写保护,从而进一步提高了稳定性,也使得病毒对操作系统的影响降到了最低,退一步说,即使操作系统被病毒感染,也可以通过加电恢复出厂设置等手段,是的操作系统回复如新。至于让众多软件开发企业头痛的版权问题,在操作系统固化技术面前更已变的很容易解决。首先,操作系统烧录在闪存中,本身就比一张光盘的复制难度大大增加。其次,商家可以通过技术手段如加入电子狗等方法对闪存进行加密,从而进一步加大了操作系统被盗版的难度。这就让众多的盗版从业人员无从下手,也从根源上断绝了操作系统被盗用的危险。

5 操作系统固化现状

随着闪存芯片价格的日渐走低,和大容量闪存的广泛应用,软件固化技术其实已经走入我们的日常生活之中,例如大量的高端优盘已经自带杀毒软件,聊天工具,甚至简易的操作系统,例如,美国著名的存储卡与闪存生产商Scandisk与以色列著名的闪存技术开发商Msystems共同研发的U3优盘,就是基于USB优盘的新一代随身智能应用平台。他在优盘内固化了相关的软件,当接入电脑后,相关软件不用安装,就可直接运行,从而大大的节约了时间,提高了效率。从一定程度上讲,这就是一个简易的操作系统平台,只不过他还不能完全脱离传统意义上的操作体统,来直接控制硬件进行相关的工作。而更多的手机,GPS,MP3,MP4,更是在很早以前就使用了相关的技术。由此可见,操作系统固化的技术已经完全成熟,并逐步投入现实应用。

6 如何实现操作系统的固化

基于闪存芯片媒介的操作系统固化技术可以分为两种,第一种,即简单的将操作系统软件植入闪存芯片中,当电脑启动时,有闪存进行引导,讲操作系统程序读入内存中,而后如同普通电脑一样进行运算,操作。这种方式的优点是,技术简单,易用,对原系统修改度比较小,推广成本低。第二种,就是完整意义上的操作系统固化,也可以理解为无盘工作站体统。即以大容量优盘替代传统意义上的硬盘,乃至内存。将闪存芯片划分为两个部分,一个是只读存储部分(有读写保护开关),一部分为普通存储部分,可以任意修改信息。将操作系统的源文件转载在只读存储部分,从而保证操作系统不被侵害。当优盘接入主机后,主机系统将把优盘当做硬盘进行相关操作。这种操作系统的优点是,个人数据随身携带,私密性高,所有电脑都为无盘工作站,只负责运算,不存储信息,因为不需要给主机配备硬盘,所以将节约大量的成本,同时也可将此作为公共服务设施,从而大量节约社会成本,并提高社会服务水平。

7 结束语

综合本文所述,我们不难看出,无论是电脑技术的发展,为了进一步提高运算速度和效率,还是为了降低成本,满足社会需求。操作系统固化技术已经成为一种必然的发展趋势。而这临门一脚的突破必然将会给我们电脑技术乃至社会的发展带来巨大的变革和突破。

固化系统 篇2

1、室内墙面已弹好+50cm水平线。

2、穿过楼板的立管已做完，管洞堵塞密实。埋在地面的电管已做完隐检手续。

3、门框已安装完，并已做好保护，在门框内侧钉木板或铁皮。

4、基层为预制混凝土板时，板缝混凝土应填嵌密实，板端头缝隙应采取防裂措施。

二、细石混凝土施工工艺流程

找标高、弹面层水平线→基层处理→洒水湿润→抹灰饼→抹标筋→刷素水泥浆→浇筑细石混 凝土→抹面层压光 → 养护

1、找标高、弹面层水平线：根据墙面上已有的+50cm水平标高线，量测出地面面层的水平线，弹在四周墙面上，并要与房间以外的楼道、楼梯平台、踏步的标高相呼应，贯通一致。

2、基层处理：先将灰尘清扫干净，然后将粘在基层上的浆皮铲掉，用碱水将油污刷掉，最后用清水将基层冲洗干净。

3、洒水湿润：在抹面层之前一天对基层表面进行洒水湿润。

4、抹灰饼：根据已弹出的面层水平标高线，横竖拉线，用与豆石混凝土相同配合比的拌合料抹灰饼，横竖间距1.5m，灰饼上标高就是面层标高。

5、抹标筋：面积较大的房间为保证房间地面平整度，还要做标筋(或叫冲筋)，以做好的灰饼为标准抹条形标筋，用刮尺刮平，作为浇筑细石混凝土面层厚度的标准。

6、刷素水泥浆结合层：在铺设细石混凝土面层以前，在已湿润的基层上刷一道1∶0.4～0.5(水泥∶水)的素水泥浆，不要刷的面积过大，要随刷随铺细石混凝土，避免时间过长水泥浆风干导致面层空鼓。

7、浇筑细石混凝土：

7.1 细石混凝土搅拌：细石混凝土面层的强度等级应按设计要求做试配，如设计无要求时，不应小于C20，由试验室根据原材料情况计算出配合比，应用搅拌机进行搅拌均匀，坍落度不宜大于30mm。并按国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》的规定制作混凝土试块，每一层建筑地面工程不应少一组，当每层地面工程建筑面积超过1000m2时，每增加1000m2各增做一组试块，不足1000m2按1000m2计算。当改变配合比时，亦应相应制作试块。

7.2 面层细石混凝土铺设：将搅拌好的细石混凝土铺抹到地面基层上(水泥浆结合层要随刷随铺)，紧接着用2m长刮杠顺着标筋刮平，然后用滚筒(常用的为直径20cm，长度60cm的混凝土或铁制滚筒，厚度较厚时应用平板振动器)往返、纵横滚压，如有凹处用同配合比混凝土填平，直到面层出现泌水现象，撒一层干拌水泥砂(1∶1=水泥∶砂)拌合料，要撒匀(砂要过3mm筛)，再用2m长刮杠刮平(操作时均要从房间内往外退着走)。

8、抹面层、压光：

8.1 当面层灰面吸水后，用木抹子用力搓打、抹平，将干水泥砂拌合料与细石混凝土的浆混合，使面层达到结合紧密。

8.2 第一遍抹压：用铁抹子轻轻抹压一遍直到出浆为止。

8.3 第二遍抹压：当面层砂浆初凝后，地面面层上有脚印但走上去不下陷时，用铁抹子进行第二遍抹压，把凹坑、砂眼填实抹平，注意不得漏压。

8.4 第三遍抹压：当面层砂浆终凝前，即人踩上去稍有脚印，用铁抹子压光无抹痕时，可用铁抹子进行第三遍压光，此遍要用力抹压，把所有抹纹压平压光，达到面层表面密实光洁。

9、养护：面层抹压完24h后(有条件时可覆盖塑料薄膜养护)进行浇水养护，每天不少于2次，养护时间一般至少不少于7d(房间应封闭养护期间禁止进入)。

三、质量标准

1、面层表面洁净，无裂纹、脱皮、麻面和起砂等现象。

2、有地漏的面层，坡度符合设计要求，不倒泛水、不渗漏、无积水、与地漏(管道)结合处严密平顺。

3、有镶边面层的邻接处的.镶边用料及尺寸符合设计要求和施工规范的规定。

4、允许偏差项目，见表7-4。

水泥混凝土面层允许偏差和检验方法

序号项目 允许偏差 (mm) 检验方法

1表面平整度 5 用2m靠尺和楔形塞尺检查

2缝格平直 3 拉5m线，不足5m拉通线和尺量检查

四、成品保护

1、在操作过程中，注意运灰双轮车不得碰坏门框及铺设在基层的各种管线。

2、面层抹压过程中随时将脚印抹平，并封闭通过操作房间的一切通路。

3、面层压光交活后在养护过程中，封闭门口和通道，不得有其它工种进入操作，避免造成表面起砂现象。

4、面层养护时间符合要求可以上人操作时，防止硬器划伤地面，在油漆刷浆过程中防止污染面层。

固化系统 篇3

SLA（光固化）技术与FDM（溶融基层）打印技术同为主流的3D打印技术，其原理是通过光源照射光敏树脂材料，然后逐渐凝固成型形成最终产品。西通从2010年开始研究点光源扫描（Dot-Scan）技术的研究，至2014年推出了首款基于该技术的桌面式光固化打印机；2015年5月10日，其又推出了Riverside 2.0新款光固化打印机；而仅仅在半年之后的今天，西通又宣布正式发布了自主研发的点扫描3D打印软件Riverside OS。

Riverside OS是一个独立的软件系统，它拥有多项改进，包括新的激光点扫描算法，更高的振镜动作精度，新的上位机软件以及更为人性化的操作界面。这套系统可以兼容Formlabs、3D Systems和西通Riverside 桌面型的SLA 3D打印机，并且它支持远程操作、远程提交打印任务等网络功能。在发布会期间，现场还展示了西通电子有限公司最新款的Riverside桌面型SLA 3D打印机，以及由该3D打印机制作的小型十二生肖兽首、埃菲尔铁塔等模型。模型的打印效果精细、逼真，很多复杂孔洞和骨架结构都能出色地展现出来，令在场的很多记者和嘉宾驻足观看。

作为一个从传统2D打印产业转型到3D打印行业的公司，西通电子有限公司在最近五年时间里实现了飞速的成长。西通桌面型FDM 3D打印机远销包括欧美市场在内的海外地区，而2015年下半年西通为创客和个人设计师专门打造的桌面级FDM 旗舰产品——Formaker四合一多功能3D打印机在Kickstarter上众筹成功，展现了西通在3D打印行业扎实的根基和不断提速的发展步伐。

关于西通的目标和定位，在发布会的一开场就向公众做了传递：“西通3D 引领未来”，西通不仅要做好产品，还要把核心技术掌握在手里。西通董事长杨雨生先生也在会上宣布，西通正式入驻位于安徽省芜湖市繁昌县的春谷3D打印产业园，目前已经建成占地面积约10000平米的3D打印机生产基地，努力满足玩家、专业消费者、创客群体以及医疗、教育、加工制造行业用户的多样化需求。

目前，西通已经成为了中国销量最大的3D打印公司，在2015年第三季度，西通3D打印机的销量已超过了2万台。在世界范围内，西通市场占有率也达到10%左右，这对于转型仅5年时间的西通来说是个不小的成绩。然而，杨雨生先生的目光放在了更远的未来，他坚定地指出：“3D打印技术发展得比大多数人想象中的要快，尽管目前仍然是起步阶段，在全世界范围来看对于3D打印技术的应用都在探索和尝试，但它有着广阔的应用前景，西通也取得了一些成果，例如与医院合作进行3D打印植入物的尝试。未来十年，是中国3D打印行业高速成长的十年，3D打印更大的未来在中国。”

滤棒固化库输送系统的改造 篇4

滤棒库连接成型机组的装盘机和发射机组的卸盘机,满足多组滤棒成型机和多组滤棒发射机的设计要求,实现对滤棒的储存、固化和输送,主要由货架、堆垛机、皮带输送机、仓储控制系统和仓储管理系统等组成。

滤棒库滤棒出入库流程如图1所示。

目前,滤棒库堆垛机在运行过程中,故障次数多,造成设备维护时间长、设备运行效率低,直接影响滤棒的储存和输送,进而影响到车间的正常生产。

通过对滤棒库堆垛机的故障进行统计分析,发现2011年1~6月每月平均139次故障。通过对堆垛机故障的类型进行分层,进一步统计分析,发现2011年6~8月,外形故障占比86.16%,是引起堆垛机故障的主要原因。滤棒输送不稳,引起堆垛机外形故障,而外形故障又是引起堆垛机故障的主因,因此,为解决该问题,对滤棒库输送系统进行改造。

2 改进方法

2.1 改进皮带输送机间的过渡连接

滤棒库每组皮带输送机由上下两层共四台,相互之间没有过渡连接装置。当滤棒盒通过两台皮带输送机时,由于输送方向上没有过渡连接装置,滤棒盒容易发生摇晃、歪斜、倾倒等现象。通过分析计算(结合滤棒盒的宽度尺寸和重心位置),要保证滤棒盒平稳过渡,则在两台输送机间增加过渡辊,且过渡辊直径需≦a(计算值),如图2所示。

1.改造前滤棒盒输送情况2.改造后滤棒盒平稳过渡3.皮带输送机4.过渡辊

2.2 改进导向护栏

原有皮带输送机导向护栏为不锈钢板,摩擦力大,且宽度、高度方向不可调节,设计宽度仅比滤棒盒宽度大10mm。通过改造,将导向护栏更换为管状的铝合金,降低滤棒盒在输送过程中和导向护栏的摩擦力,同时可以实现X、Y、Z三个方向的调节,如图3所示。

2.3 优化电控程序

原有电控程序设计原理是皮带输送机不停机持续工作,结果皮带磨损严重,滤棒盒输送不稳。

以成型机组滤棒入库为例,黑点表示皮带输送机上积放装置和计数光电的所在位置,(1)和(2)表示皮带输送机。电控程序优化后,输送流程如图4所示:

第一,(1)正转,滤棒盒经过积放装置整理;

第二,(2)正转,滤棒盒经过计数光电计数;

第三,(1)停止动作,(2)延时m秒后停止动作;

第四,重复以上动作直至计数光电计数b,积放装置动作,限制滤棒盒继续输送,(1)停止动作,(2)延时n(>m)秒后停止动作,保证滤棒盒整齐摆放。

最后通过电控向上位申请,堆垛机取放滤棒盒完成滤棒储存,在整个输送过程中通过电机的变频控制,实现皮带输送机的间歇运动,降低了皮带的磨损程度,保证滤棒盒的平稳输送。

3 改造效果

通过改进皮带输送机间的过渡连接,改进导向护栏和优化电控程序,2011年11~12月,堆垛机平均月故障次数为29条,故障次数降低了79%,且其中的外形故障次数为27次,占比46.55%,较6~7月确有降低,改造效果显著。

摘要：滤棒固化库(以下简称滤棒库)实现对滤棒的储存、固化和输送功能。目前,由于皮带输送机的设计缺陷,造成滤棒盒输送不稳。滤棒库堆垛机在运行过程中,故障次数多、维护时间长、运行效率低。因此,对皮带输送机间的过渡连接、导向护栏进行改进,并对电控程序进行优化,改造后滤棒库的堆垛机故障次数降低了79%。通过输送系统的改造,能有效保证滤棒的储存和输送,保证了车间生产的正常进行。

关键词：滤棒固化库,皮带输送机,过渡,导向

参考文献

[1]周宏甫.机械制造技术基础[M].北京:高等教育出版社,2004.

浅析我国的阶层固化问题 篇5

乍一听这个词大家都还挺陌生的，觉得离自己很远，但是当你深入的了解以后你就会知道这个问题不仅离我们不远反而就与我们息息相关。我也是一次在看《郎咸平说》时听到了这个词，刚开始挺好奇的，就去百度里面查查，后来随着了解的深入，意识到了这个问题的普遍性和严重性，因此就借此机会简单的谈谈我对这个问题的一些想法。

一、什么是阶层固化

网上给出的解释是：社会学家把由于经济、政治、社会等多种原因而形成的，在社会的层次结构中处于不同地位的社会群体称为社会阶层。各阶层之间流动受阻的情况称为阶层固化。猛一听大家还是不太明白，那我就举几个通俗的例子吧。大家可能都听说过“富二代”、“官二代”与“贫二代”、“农二代”等这些网络热词吧。从被指“欺实马”的杭州飙车撞人案，到喊出“我爸是李刚”的河北大学撞人案，从一些地方公务员招考为干部子弟“量身定做”，到大学生举报“官二代”被宁夏吴忠警方跨省拘捕，这些发人深省的公共事件真好印证了网上为什么会有那句话“拼搏不如拼爹”。

二、为什么会有阶层固化

1.经济的突飞猛进引起的阶层分化。

合理、充分的阶层流动会使社会充满生机和活力只有实现社会的良性流动，社会才能在飞速前进中保持稳定与平衡。1978年中国吹响的改革开放号角中，社会层面的最强音就是打破了“出身论”与“血统论”对人的桎梏。恢复高考，让无数青年有了改变命运的平等机会，实现了正常的社会流动。正是充分的阶层流动，为30多年的改革开放提供了持续动力和人才支撑。

20世纪90年代中后期开始，中国经济转轨与社会转型的步伐明显加快，社会阶层的分化成为必然趋势。社会上层阶级不断扩大，而社会下层人民却缺乏改变自己命运的渠道和机会，难以实现公正、合理、开放的向“上”流动。我国经济的飞速发展是全世界人民有目共睹的，但是人民群众却没有享受的经济发展带来的红利，经济的发展反而成为那些特权阶层炫富的资本，炫富必然引起仇富，这样就造成就别谈两大阶层很难融合互帮互助了，所谓的先富带后富共奔富裕路就成了一句空话。

2、制度不公引发的阶层固化

从我国目前的就业制度看，其公平性的恶化程度已经远超人们的想象。找个理想的职业--努力工作--实现自我价值，是每一个踏入社会的年轻人的自我期许。但给人希望的《奋斗》只是电视剧，现实却比《蜗居》还残酷，就业在很大程度上已沦为“拼爹游戏”，父辈社会地位的高低，掌握社会资源的多少，成为子女就业的决定性因素。一句风行网络的“恨爹不成刚（李刚）”道出了多少年轻人的无奈与叹息。

三、怎么解决阶层固化

1、以“法”弥合阶层固化的裂痕

防止阶层固化与权力世袭的关键是建立公平竞争的“游戏规则”，“法”就是规则，做到法律面前人人平等，制度面前没有特权。对滥用公权的党政干部，破坏社会公平的人必须依法处理，而不是大事化小，敷衍民意。只有通过对每一起公众事件的穷追猛打，一查到底，让践踏规则的人付出相应代价，才能树立法律的威信，增强民众对法治的信心。

2、加快社会改革，防止阶层固化

破除古诗鉴赏思维固化 篇6

一、语言鉴赏类

雨过山村

唐·王建

雨里鸡鸣一两家，

竹溪村路板桥斜。

妇姑相唤浴蚕去，

闲着中庭栀子花。

▲这首诗的诗眼是哪个字？请指出并分析。

按照一般的做题习惯，学生一看诗歌题目，雨过山村，是一首山水田园诗。就会自然而然想到：细雨山村，诗人路过，如有好景，必生喜爱之情，向往之意。再看正文——细雨引鸡鸣，茅舍一两间，修竹映清溪，山路板桥斜。环境清幽静美，风景如画。再加上尾句“闲着中庭栀子花”，往往忙下定论：“闲”是诗眼，描绘了山村环境幽美，景致和谐，表达了诗人对安闲淳朴生活的热爱与追求。

其实不然，这完全被诗歌的表面字眼所迷惑，思维固化，形成刻板效应。没有进一步思考：

为什么院落当中盛开的栀子花会“闲”？

花（树、植物）的“闲”是指什么？

花（树、植物）的“闲”是开的美丽长的旺盛却无人欣赏无人品味。

人哪去了？

第三句“妇姑相唤浴蚕去”。（“浴蚕”，指古时用盐水选蚕种。据《周礼》“禁原蚕”注引《蚕书》：“蚕为龙精，月值大火（二月）则浴其种。”）注意诗中交代冒雨去浴蚕，妇与姑相伴。妇与姑皆是女人，男人呢？

女人尚且冒雨浴蚕，男人恐怕早已牛耕锄田去了。这个诗眼“闲”字是诗人用衬托的手法以花之“闲”衬托人之“忙”。抓住第三句相唤浴蚕这一细节，答案中就能少一点士大夫式的悠闲，多一点农家无闲月的“闲”。

二、理解诗歌思想情感类

步入衡山

范成大

应有人家住隔溪，绿阴亭午但闻鸡。

松根当路龙筋瘦，竹笋漫山凤尾齐。

墨染深云犹似瘴，丝来小雨不成泥。

更无骑吹喧相逐，散诞闲身信马蹄。

▲ 分析尾联所含的寓意。

本题容易出现的问题是：考生答案偏颇，要点不全。

学生一看诗的题目“步入衡山”，条件反射，又是一首与大自然山水相关的诗，往往调起先前的知识储备，认为无非是写一些湖光山色，描绘山间风光秀丽，气候宜人，抒发热爱自然，向往自由之情。再结合诗中字词：孱孱小溪，浓浓绿荫，幽幽小亭，丝丝细雨，漫山竹笋，一声鸡鸣。尾联又有“闲身信马蹄”的字眼，很容易得出作者对大自然生活的热爱向往之类的答案。这样的答案不能说不对，只是要点不全，只知其一不知其二。

还是思维固化的老毛病，没有抓住细节，造成误读全诗。这个细节就是“更无骑吹喧相逐”。“骑吹”是指出行时前呼后拥、鼓角相迎，是古代官员才能得到的待遇。“更无”二字充分体现了作者对拍马溜须，阿谀奉承，到处都是污浊肮脏的官场的厌恶。正是官场的喧嚣才映衬出前六句自然风光的宁静之美。正是因为对官场的喧嚣有了厌恶之意，才追求内心的宁静与喜悦，才有了对大自然生活的向往之情。才使全诗的情感和谐统一。而思维固化，让考生忽视文本，忽视细节，从而一叶障目不见泰山。

固化系统 篇7

1新型地面面层系统简介

该面层采用彩色砂浆代替原有的普通水泥砂浆, 具有更好的附着性能, 且色彩长期稳定。固化剂是一种无色无味无毒的液体密封剂, 通过有效渗透, 与混凝土的化学成分发生深刻地化学反应, 使其成分固化成一坚固实体, 从而得到一个无尘致密的整体, 有效提高强度、密度、耐磨性。地面标示由原来的地面涂刷和粘贴改为专用渗透型耐磨漆薄层滚涂, 有效渗入基层, 并对其封闭罩光, 从而使地面得到了有效保护, 平整度和使用寿命大大提高。

2新型地面面层系统工艺流程

工艺流程:清理地面———洒水———待无明水后涂刷专用AD-J型基面处理剂———AD-NF型彩色砂浆层施工———养护 (5天左右) ———AD-ST1渗透固化剂施工 (两遍, 且中间间隔1天) ———待基层含水量达标后在标示层涂刷AD-HY渗透型耐磨漆———标示层外用AD-ST2材料封闭罩光。

注意事项:AD-NF型彩色砂浆施工时须严格控制用水量, 确保彩色砂浆体系均一性;严禁在砂浆凝结失去施工性后再重新加水使用, 否则会出现色差。

该面层系统主要技术性能指标见表1。

3技术经济效益环比分析

通过一系列研究及实验, 这种新地面面层系统比现有的地面系统有明显的优点: (1) 与基层地面粘结力高, 无普通砂浆开裂、起鼓等常见问题; (2) 厚度薄, 一般4 mm左右, 无需再顾忌地面抬高的问题; (3) 表面可做到像环氧自流平一样光滑细腻, 但耐久性要远远高于前者, 可设计为全寿命型地坪———由于采用水泥基材料作为基材, 所以其强度在十多年的时间一直不降反升, 之后保持长期稳定, 耐候性绝佳; (4) 基面采用无机颜料, 颜色经久不衰; (5) 致密、耐磨、抗渗, 采用了全封闭无接缝工艺, 混凝土起尘量接近为零, 解决了无尘施工的难题, 大大减少二次交叉施工污染, 由于耐磨无尘、无接缝, 故非常适合设备在地面的拖动; (6) 首次推出标示层采用渗透+罩光复合技术, 美观耐用; (7) 破损后可以经济快速地整修, 不存在二次施工接缝问题。

与其他类型地面环比结果如表2所示。

固化系统 篇8

从控制角度来讲, 快速成形控制系统是一个复杂的多轴联动数控系统, 涉及的信号种类繁多。目前, 快速成形设备的数控系统分为两类:一类是将系统中所有信号高度集成到一个专用的数控系统中;另一类则是基于各种通用信号控制卡, 如A/D转换卡、I/O控制卡等, 由用户自主集成。相对来说, 专用数控系统功能完善、集成度高、结构简单;不足之处在于通用性较差、不易实现控制系统功能的扩展和移植, 且系统开发周期较长。而基于通用信号控制卡集成起来的系统结构复杂、系统繁琐、可靠性低、成本高, 且受计算机插槽数量、地址、中断资源的限制, 挂接设备数量不能太多。

本研究设计一个基于PLC的光固化快速成形数控系统。

1 基于PLC的光固化快速成形机数控系统

某些液态树脂材料被特定波长 (如325 nm或355 nm) 的光束照射时, 因发生聚合反应而具有迅速从液态变成固态的特性。利用树脂的这种特性, 有选择地逐层固化液态树脂, 从而成形三维实体的方法称为立体光固化成形法 (SLA) 。SLA是世界上最早出现并实现商品化和市场占有率最高的一种快速成形技术, 其研究最深入、应用最广泛。

光固化成形原理如图1所示, 首先, 控制系统读入制件的三维数据, 对文件进行必要的处理并转换成一系列很薄的模型截面数据文件;在获得制件特定高度的截面轮廓后, 根据截面轮廓生成该层的扫描路径。成形在计算机的控制下, 按生成的路径聚焦后的光束在工作面上进行二维扫描, 使扫描区域的液态树脂固化, 形成该面的固化层。然后工作台下降一层厚的高度, 刮板将光敏树脂均匀地涂覆在制件前一层的表面, 等树脂液面稳定之后, 进行第二层的扫描固化, 如此重复直到整个制件完成, 最终得到一个由多个二维截面叠层累加形成的三维实体。

SLA成形设备数控系统用于对光源、扫描装置、工作台机构、液面保持及涂敷装置 (刮板) 、树脂加热装置等进行控制。SLA成形设备扫描装置采用X-Y扫描方式, 由两台步进电机驱动相关机构, 带动光学系统, 沿工作面X-Y方向运动, 实现光束在工作面上的二维平面扫描, 对应的控制信号为脉冲信号及数字开关信号;此外, 在电磁铁的配合下, Y向步进电机还对涂敷装置的往返运动进行驱动。同时, 选用步进电机驱动相关机构, 实现对工作台的升降控制, 对应的控制信号为脉冲信号及数字开关信号;另外, 系统中光源控制信号、液面保持控制信号、树脂加热控制信号均为数字开关信号。

如上所述, SLA快速成形数控硬件系统的特点是信号数量繁多、种类多样。为了简化SLA成形设备数控系统的结构, 本研究结合所设计的成形设备特点, 设计了一个基于PLC的SLA成形数控系统, 如图2所示。上位机为工控机, 主要用于SLA工艺参数的设定、图形文件处理等操作。下位机PLC主要用于对光学扫描装置、工作台的升降运动、液面保持及涂敷装置、树脂加热装置等底层设备进行直接控制。

系统选用德国西门子公司的S7-200 CPU 224XP型PLC[1], 该型PLC由直流24 V供电, 除具有14个数字量输入点、10个数字量输出点、2个模拟量输入点、1个模拟量输出点外, 还提供两路高速PTO/PWM (Pulse Train Output/Pulse Width Modulation) 脉冲输出, 易于对步进电机进行控制[2,3]。

PLC的输入信号包括:①上位机的控制指令流;②手动操作面板的按钮动作;③机械部分的各限位开关的状态信号。PLC的输出信号包括:①开关量:控制各功能继电器通断、步进电机正反转等;②脉冲信号:控制步进电机转轴的精确定位。通过适当的电路切换, 两路脉冲输出可以实现三台步进电机的驱动。

使用专用PC/PPI电缆将PLC的485串行端口与上位机的232串行端口连接, 实现上位机与PLC之间的数据交换。上位机与PLC之间的串行通信遵循自由口协议。在自由口模式下, 通信协议完全由用户程序控制, 用户程序通过接收中断、发送中断、发送指令和接收指令等来控制串行通信口的操作。

这种控制结构的最大优点在于充分利用PLC强大的控制功能、接口功能, 控制系统层次分明、开发简单、易于实现和维护。与专用数控系统相比, 本系统选用通用PLC作为开发平台, 采用梯形图编程, 对开发人员来说简单易学, 省时省力。在保持高集成度的前提下, 系统开发周期短、通用性较好、调试简便且易实现控制系统功能的扩展和移植;与基于通用信号控制卡集成起来的系统相比, 本系统充分利用了PLC本身具有的运动控制功能、接口功能, 省去多轴运动控制卡、数字输入/输出控制卡, 系统结构简单、集成度高、可靠性好、成本低。

2 上-下位机之间通信的实现

SLA数控系统是一个多任务运行系统, 为了保证通信的安全性, 在进行串行数据传输之前, 上位机与PLC之间必须达成握手协议, 只有握手协议成功以后, 两者之间才可以进行数据传输。如图3所示, 上位机每发送一帧数据前先发送握手信号, PLC收到握手信号后将其传送回上位机, 上位机只有收到PLC传送回来的握手信号后才开始发送一帧数据。PLC收到一帧数据后进行校验, 如果有误, 说明通信过程中发生了误码, 上位机应重新发送数据;若无误, 说明PLC收到的数据是正确的, PLC将收到的数据存入指定的存储区。这个工作过程一直重复持续到所有的数据传送完成。考虑到通信传输速率与PLC执行指令速度之间的不匹配, 在PLC内存中开辟数据缓冲区存放上位机传送来的数控代码, PLC对数控代码进行分析后执行相关指令, 驱动外部执行机构完成对应的数控动作。

由于RS-485为半双工电气标准硬件电路, 使用PC/PPI电缆进行串行通信时, 发送和接收之间要有一定的时间间隔。

2.1 上位机通讯程序设计

由于Visual C++在低层通信控制、图形处理和数据库管理等方面具有较强的功能, 本系统选用Visual C++作为上位机软件开发平台, 采用API (ation Program Interface) 函数实现上位机与PLC之间的串行通信[4,5,6,7]。

在CPU处理任务较繁重、与外围设备有大量通信数据时, Win32 API函数显示了强大的通信功能, 尤其适合多线程编程, 并且通信比较稳定。Win32 API包含一系列访问通信资源的通信函数, 通过函数CreateFile () 进行串行通信资源的配置;通过函数SetupComm () 进行缓冲区大小的设置;通过函数SetCommState () 、GetCommState () 进行修改和查询初始化设置;通过函数ReadFile () 、WriteFile () 完成串行通信数据资源的收发。

(1) API函数实现串行通讯的初始化程序如下:

(2) 发送程序:

WriteFile (m hComm, p buff, p size, &counts, NULL)

(3) 接收程序:

ReadFile (m hComm, p buff, p size, &count, NULL)

说明:m hComm为通信端口句柄;p buff为数据缓冲区地址;p size为缓冲区数据量;count为实际交换数据量。

2.2 PLC通信程序设计

在通信之前, S7-200CPU 224XPPLC通过改写特殊存储字节, 对通信端口进行初始化。通信过程中, 利用中断来实现数据接收和发送之间的切换。当接收数据完成时, 会产生接收信息完成中断;当数据发送完成时, 会产生发送完成中断。

以下是采用STEP 7-MicroWIN对PLC编程的部程序:

3结束语

本研究设计的基于PLC的快速成形数控系统在华中科技大学材料科学与工程学院快速成形中心所研发的光固化快速成形设备上得到了实现。

本系统充分利用了PLC本身具有的运动控制功能 (高速脉冲输出功能) 、丰富的输入/输出口功能, 结构简单、集成度高、可靠性好。同时, PLC采用梯形图编程, 简单易学、省时省力, 减轻了整个控制系统软件研制的工作量。

摘要：为简化光固化快速成形 (SLA) 数控系统的结构、降低系统开发的成本和难度, 结合所设计的成形设备特点, 利用可编程逻辑控制器 (PLC) 具有的开发简单、性能可靠等优点, 设计了一个基于PLC的光固化快速成形数控系统。该系统将数控系统中各类信号高度集成到一台PLC, 并采用串行通信方法, 在PLC开发平台上实现了对各底层设备的控制。研究结果表明, 此法缩短了快速成形数控系统的开发周期, 节省了开发成本。

关键词：光固化快速成形,可编程逻辑控制器,串行通信

参考文献

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固化系统 篇9

河北某钢铁股份有限公司冷轧厂彩钢板搭接屋面的整个彩钢表层,由钢板拼接、螺栓固定的方式构成,形成有固定间距的波纹状。经长时间风力作用和雨水冲刷腐蚀,屋面钢板搭接部位的裂缝变宽,螺栓固定部位出现一定程度的锈蚀,影响了该建筑的防水效果,需要及时有效地对该屋面进行防水维修治理,见图1。

2 屋面渗漏原因及维修技术方案

2.1 屋面渗漏原因分析

1)彩钢厂房屋面没做防水处理,可能会造成渗漏,尤其是在雨量较大时,雨水会高过板肋,从彩钢板拼缝处渗漏;天沟排水不畅时,也会导致天沟存水内灌,造成屋面漏水。

2)零部件及节点细部渗漏:该屋面钢板的长边连接方式为锁缝咬合,短边接缝为上下搭接且固定有压条。螺钉、紧固件处由于变形、松动、密封材料脱落或形成凹面而造成点漏;屋顶上的凸起构造等,无法形成具有密实防水功能的连接。

3)屋面钢板翘曲变形:风力作用及偶尔的上人检修会造成屋面板的翘曲变形,在风荷载、温度变化等应力作用下,螺钉、紧固件松动,防水垫圈或密封胶失去作用,最终引起渗漏。

2.2 屋面防水维修技术方案

依据GB50345—2004《屋面工程技术规范》、GB50207—2002《屋面工程质量验收规范》和GB50300—2001《建筑工程施工质量验收统一标准》,分别制定了整体、局部和螺栓细部维修技术方案。

屋面整体维修做法:重新构造完整、连续、密闭的防水系统,以达到综合治理的效果,且维修综合成本低、性价比高。具体做法自下而上为:30 mm厚发泡聚氨酯防水保温一体化+20 mm厚抗裂砂浆层+1.5厚HCA-101丙烯酸防水涂料(图2)。

屋面局部搭接缝维修做法:构造蠕变性和自愈性高的非固化防水系统,用以适应局部搭接缝松动所产生的基层变形。具体做法自下而上为:PBC-328非固化橡胶沥青防水涂料+无纺布+2 mm厚HCA-102丙烯酸防水涂料+0.5 mm厚HCA-103丙烯酸饰面涂料(图3)。

螺栓细部维修做法:在螺栓、紧固件等重点部位构造非固化与卷材复合系统,在栓头处涂抹非固化辅以泡沫棒可有效防止外力影响造成的松动和渗漏情况。具体做法自下而上为:PBC-328非固化橡胶沥青防水涂料+4 mm厚SBS改性沥青防水卷材(图4)。

3 PBC-328非固化橡胶沥青防水涂料

3.1 涂料介绍

PBC-328非固化橡胶沥青防水涂料,是以国外进口的高性能弹塑性体为改性剂、优质沥青为基料、特殊的增粘树脂为增粘剂,添加一定比例的功能性聚合物和稳定剂配制而成,具有粘结性强、蠕变性高、弹塑性好、离析性低以及环保等特点。该产品已通过多个工程应用和实践,并且通过了住房和城乡建设部科技发展促进中心专家鉴定,总体技术达到国内领先水平。除具有良好的防水性能外,该产品的其它性能特点主要体现在以下几个方面。

1)优异的弹塑性能:产品弹塑性能的存在可吸收来自基层的应力,保护防水层不受破坏,而且可主动、有效地封闭基层的微细裂缝,提高防水层的可靠性并延长其寿命。

2)优异的粘结性能:产品优异的粘结性能主要取决于体系中加入含有活性离子的液态增粘树脂,可降低表面张力,提高对基层表面的润湿性,确保与任何基层都具有良好的粘结。

3)优异的自愈合性:产品碰触即粘,当外界应力作用时,可立即产生形变。施工应用时,砂子、钉子等硬物戳穿的孔洞能自愈合,水密性能优异,可有效解决窜水问题,保持防水层的完整性和连续性。

4)优异的耐化学腐蚀性和耐老化性能:产品具有耐化学介质腐蚀和耐老化性能,是因其不采用来源复杂、性能极其不稳定的废轮胎胶粉,经酸、碱、盐介质中浸渍试验后的性能保持在98%以上,热处理后的性能保持也在95%以上。

5)优异的环保性能:产品选用的原材料性能稳定,无毒、无味、无污染,环保性能指标远远低于JC1066—2008《建筑防水涂料中有害物质限量》溶剂型A级规定的各项有害物质限量标准。

3.2 性能指标

该涂料的物理性能指标,见表1。

4 施工工艺

彩钢屋面渗漏维修施工工艺:基层清理→细部处理→搭接缝施工→螺栓施工→整体施工→质量验收。

4.1 基层清理

对彩钢板已锈蚀部位用角磨机打磨,清除表面浮锈;对彩钢板基面彻底清理,要求无油污、灰尘等污染物。基层处理后,如金属表面污染可用甲苯、二甲苯或丙酮等溶剂擦洗清理;螺栓部位需手工打磨锈迹并清除杂物。

4.2 细部处理

检查彩钢搭接、螺栓部位固定情况,对于出现松脱变形部位可根据工程需要对钢板进行矫正、修补破损部位,并根据需要对螺钉、紧固件、压条等处重新进行固定处理。

4.3 搭接缝部位施工

1)彩钢板搭接缝部位先嵌入非固化橡胶沥青防水涂料,并在表面铺一层无纺布。

2)用毛刷或刮板均匀涂刷HCA-102丙烯酸防水涂料,第1道涂刷后在彩钢板搭接及螺栓部位铺贴加筋布,防止外力影响下造成的涂料开裂。一般涂刷3～4遍,成膜厚度2 mm。前后每遍的涂刷方向应相互垂直,待前一遍涂膜干燥固化后方可涂刷下一遍涂料。

3)待HCA-102丙烯酸防水涂料干燥固化后,用毛刷或刮板均匀涂刷一遍HCA-103丙烯酸饰面涂料,成膜厚度0.5 mm。其涂刷方向应与HCA-102丙烯酸防水涂料相互垂直。

4)检查验收。

4.4 螺栓部位施工

1)在紧固后的螺栓周边一次厚涂30～40 mm厚非固化橡胶沥青防水涂料,以保证较好的覆盖住整个螺栓;对于间距较近的两颗螺栓可整个包裹住,并在涂料表面放置泡沫棒,以缓冲彩钢屋面受到外力影响时对螺栓产生的震动。

2)将裁剪好的改性沥青防水卷材直接覆盖在涂料表层,要求卷材四周盖过螺栓10 cm宽,并用手轻轻按压使涂料均匀,利用涂料的干燥收缩使卷材与基层形成密实无缝粘接。该施工工艺在解决渗漏水问题的同时,也解决了由于彩钢板上下震动对螺栓造成的松动甚至脱落等问题。

3)检查验收。

4.5 整体施工

1)细部处理后大面喷涂30 mm厚发泡聚氨酯达到防水保温一体化,并均匀喷涂以达到规范要求的厚度。

2)在发泡聚氨酯表面施工20 mm厚抗裂砂浆层。砂浆层表面应结实、平整,并无尖锐物、油污、明显水渍等,要求达到防水层施工的基层要求。

3)待砂浆层基层干燥好后,大面涂刷1.5 mm厚HCA-101丙烯酸防水涂料,涂料分4遍均匀涂刷以自然成膜至规范要求的厚度,前后每遍的涂刷方向应相互垂直,且待前一道防水施工干燥好后方可进行下一道施工。

4)检查验收。

4.6 施工效果

该屋面工程于2012年5月施工完毕至今,未再发生渗漏现象,达到了预期效果。非固化橡胶沥青防水涂料在彩钢屋面维修中,以其突出的蠕变性能受到了甲方的好评,应用效果良好(图5)。

5 结论

非固化复合防水系统的成功应用,为彩钢屋面提供了一种全新的维修思路;同时,非固化橡胶沥青防水涂料优异的防水性能和蠕变性能,使它在与防水卷材“刚柔结合”复合防水体系中,有效地杜绝了防水层因结构变形产生的脱落、空鼓、断裂现象,具有潜在的应用前景。

参考文献

[1]山西省住房和城乡建设厅.GB50345—2012屋面工程技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.

[2]山西省住房和城乡建设厅.GB50207—2012屋面工程质量验收规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.

固化系统 篇10

在光学仪器制造业中,胶接技术起着越来越重要的作用。其在光学仪器中的应用主要用来连接镜框和镜片。过去一直沿用的机械固定方法,由于刚性连接会引起机械应力,同时镜框和镜片的热膨胀系数不同,会在温度变化时产生热应力,而胶接技术可以大大减小两种应力,提高系统的柔度。这对于制造精密度高的光学仪器,相对机械固定方法有很大的优势,既能简化仪器结构和工艺、节省加工工时和原材料、降低生产成本,又能克服由于机械固定不紧而产生的松动现象,进一步提高仪器的可靠性[1]。

胶接剂属于高分子复合物,有着明显的材料非线性特性,其应力应变同时间有很大的关系。对非线性材料进行分析时,一般采用线弹性模型,收缩率取自由收缩率的20%[2],分析结果和固化时间无关。而在实际情况下,固化时间的长短对最终收缩应力有着很大的影响[3]。现在国外开始采用简单的粘弹性模型[4,5]模拟固化过程。本文将从实际的工程应用出发,采用广义Maxwell模型[6,7,8,9],对本构方程进行分析,得到应力应变同时间关系的理论解,并对胶接剂的收缩进行了有限元分析,并和理论解进行比较,得到与线性分析的区别以及应力应变同时间的关系。

1 胶层的建模

1.1 粘弹性力学模型

胶接剂属于高分子复合物,表现出显著的粘弹性特性。粘弹性材料是液体和固体的组合,在力学行为上兼顾二者的特点。如果聚合物的粘弹性是由理想固体的弹性和理想液体的线性组合起来的,则称为线性粘弹性[10]。本文基于工程应用,将采用线性粘弹性模型。

对于实际问题,基本模型如Maxwell模型和Kelvin-Voigt模型并不能很好的满足实际需求,本文将采用广义Maxwell模型,以更好的拟合实验曲线。广义Maxwell模型,即将多个Maxwell单元并联的模型,如图1所示。

广义Maxwell模型的微分方程适合于有限元计算,有限元分析软件Abaqus和Ansys中,均有此模型所对应的有限元单元类型。此模型另一大优点在于选择合适的参数,此模型可以等同于简单模型。部分文献所采用的分数阶导数模型可以更好的符合现实材料特性,但其方程复杂,不适合大型的有限元计算[11]。

1.2 广义Maxwell模型的本构关系

广义Maxwell单元用总松弛模量表示为

其中:Ei为第i个单元的松弛模量,λi为第i个单元的松弛时间

λi对材料的力学表现起很重要的作用,当λi比较大,趋近于∞时,此单元表现为牛顿流体行为,当λi比较小,趋近于0时,此单元表现为固体行为。

E∞为平衡模量或已松弛模量,对聚合物固体不为0,对聚合物流体为0,可以通过应力松弛实验曲线上的残留应力σ∞计算得到。

根据Boltzmann叠加原理,应力随时间的松弛关系表示为

式(3)的卷积积分经过变换由对应变的积分转换成对时间的积分,有利于有限元计算。

为了验证理论解和有限元解,将采用恒定固化速率,方便理论解计算,即对于任一固化时间t,即由时间0到t,我们认为在时间t内,可以取为常量:

将式(4)和式(1)代人式(3)中,得:

由式(5)可以得出收缩应力和收缩率以及固化时间的关系,可以得出收缩率恒定情况下的固化时间对收缩应力的理论解。

2 有限元分析

本文将通过有限元分析软件ANSYS对胶接结构建立了有限元模型并模拟收缩应力。

图2(a)为所建胶接结构实体模型,此模型中,镜框采用殷钢,保证有较少的热应变;镜片采用融石英,对深紫外光有高透射率,且有低的热膨胀系数和内部缺陷;胶接剂采用环氧树脂胶,有着良好的柔度和低的收缩率;镜片和镜框间距0.3 mm,通过注胶孔将胶接剂注至二者之间,以保持镜片水平方向位置的固定,采用六胶接点胶接,胶接点大小为Φ7×0.5 mm,环境湿度保持不变,环境温度是可变,即通过环境温度来控制固化时间,使胶接剂的固化时间在一定时间内可控。本文将假设固化时间是任意可控的,并基于可控的固化时间研究对光机系统的影响。

去掉不必要特征注胶孔,并根据模型的对称性简化为1/6模型,划分网格如下图2(b),施加约束并用当量温差模拟胶层固化收缩,即通过降低温度来模拟固化时的收缩,所加载荷及约束见图2(c),对胶层加均匀温降4℃的温度载荷,即设收缩率为4%,并对1/6模型的镜片两侧及镜框外侧加全约束。

(a)胶接结构模型;(b)1/6有限元模型;(c)所加约束及载荷

(a)Model of the bonding structure;(b)1/6 finite element model;(c)Displacment and load

模型相关参数见表1,为相关结构采用的材料和其参数。由于采用当量温差法模拟收缩,温度变化只能引起胶层收缩,因此将镜片镜框热膨胀系数设定为0,胶接剂热膨胀系数为0.01。其中,“*”表示Maxwell单元的弹性模量总和。

胶接剂粘弹性参数如表2所示,其松弛模量Er(t)用Prony级数表示为

简单分析所加约束和温度载荷,由于本文所采用的当量温差法的温度变化率是不变的,而在实际情况下,需要多载荷步加载不同变化率的温度载荷,才会更好的符合现实收缩应力的变化。

有限元分析应变结果见图3(a),由变形云图可看出,由于采用的胶接剂柔性较大,因此收缩产生的收缩应力(收缩应变)很小,且仅对胶层附近的镜片产生影响,因此在一般的光学结构设计中可忽略收缩引起的影响,直接在胶接点处的接触面定义相应的接触类型即可。但对于一些高精密光学仪器,由于要求其装配后的PV值不超过λ/50[12],因此必须考虑其影响,若影响较大,则需使用不同的胶接剂或改变胶接结构。

设置镜片上同胶接剂接触的一点为监测点,监测x方向位移即此点法向位移,分别采用线性和粘弹性分析,得到相应的位移曲线如图3(b),从中可以很明显的看出线性和非线性在有限元分析中的区别,粘弹性材料随着时间的增长相对线性材料应力和应变均有所减小,即部分应力会由于应力松弛而损失。

(a)镜面变形云图;(b)线性和粘弹性材料监测点位移曲线;(c)不同固化时间监测点位移曲线

(a)Plot of deformed surface;(b)Monitor’s displacement of the elastic model and the viscoelastic model;(c)Monitor’s displacement of different curing time

采用粘弹性模型并改变固化时间,得到监测点的位移曲线如图3(c),由此可知,最终镜片变形的大小同时间是相关的,固化时间越长,应力松弛越充分,最终得到的收缩应力越小。

(a)不同固化时间下的收缩应力理论解;(b)不同固化时间下的监测点位移;(c)收缩应力和监测点位移在同数量级下的比较

图4(a)为由式(5)得到的理论解,图4(b)为有限元计算中不同固化时间下的监测点最终位移,图4(c)为二者在同一数量级下的比较,即将所得到的不同时刻应力或变形同0时刻的应力或变形的比值进行比较,可以得出:有限元计算结果同理论解符合得很好,有限元法可以很好的模拟胶接剂的收缩过程;当固化时间时间大于3 000 s,收缩应力的减小已经不明显,因此可选固化时间为3 000 s作为最佳固化时间。式(5)所得的理论解可以可以很好的反映固化时间对最终收缩应力的影响,可以通过理论解作为优化固化时间的依据。

因此,当收缩应力对镜片影响较大时,有以下方案供选择:通过改变胶接剂材料(或添加无机填充物),以此改变粘弹性参数,减小胶接剂收缩应力对镜片的影响;通过改善固化条件,延长固化时间或者先快速固化一段时间,再减慢固化速率,效果比相同时间下的恒定固化速率要好[3]。

3 镜片的面形误差

由有限元分析结果得知,镜片球面半径较大的一面变形较大,采用不同固化时间,计算球面半径较大镜面的PV值和RMS值,结果如图5。

(a)Theoretical solution of the shrinkage stress at different curing time;(b)Monitor’s displacement of different curing time;(c)Comparison between the shrinkage stress and the monitor’s displacement at the same order of magnitude

由图5得知,在固化时间为3 000 s时,可以达到最佳效果,可以通过改变工艺参数,适当提高固化时间,以减小面形误差;胶接剂固化收缩对PV值影响较大,对RMS值则较小,由此可以得出胶接剂只对镜片的局部产生影响。

4 结论

本文采用粘弹性模型对光机系统胶接结构的胶接剂收缩过程进行理论分析和有限元模拟分析,可以很好的反映固化时间和收缩应力的关系,进而得出了对镜片面形误差的影响。理论解和有限元解高度一致,因此可通过对理论解分析得到最佳固化时间。通过有限元分析得知,胶接剂收缩只对镜片的局部产生影响,且固化时间越长,镜片面形误差越小,但当固化时间大于3 000 s后,效果便不再明显,因此最佳固化时间为3 000 s,可以通过改善固化过程来减小收缩应力。

摘要：在光机系统胶接结构中,为研究胶接剂固化收缩对镜片的影响,对胶接剂采用粘弹性模型进行了仿真计算,通过本构方程得到理论解,并采用当量温差法利用有限元分析软件ANSYS模拟收缩,分析了固化时间对镜片面形误差的影响。通过和线弹性模型对比,分析了粘弹性模型的优势。通过改变固化时间,分析了不同固化时间对镜片的不同影响。结果表明,仿真结果和理论解高度一致,且采用粘弹性模型可以很好地反映最终收缩应力随固化时间变化的关系,更好地模拟了收缩应力的生成过程;同时发现,对同一种胶接剂,通过改变环境适当延长固化时间,减小了对镜片面形误差的影响,因此可以适当延长固化时间以减小收缩应力。

关键词：光机系统,胶接结构,胶接剂,固化时间,粘弹性

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固化物理思想 提高基本技能 篇11

【关键词】2011年高考; 新课标改革; 高考题特点; 紧扣基础; 固化物理思想; 提高基本技能

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089 (2012)02-0051-02

2011年高考刚结束，这是我省新课标改革以来的第一次高考，从今年高考理综物理部分来看，第一年的新课标考试注重从物理迁移能力上的考察，基本原理源于课本，考察方式源于生活，既符合考纲要求，又能很好的考察学生分析、解决问题的能力，同时突出重点、热点，题目难度较新课标前的试题略有下降，但区分度却非常好，实现了向新课标改革的平稳过渡。

选择题的考察充分体现学科内综合和知能迁移。高考前参加过几次高考研讨会，都一致认为今年高考选择题为以下8题：

1、考物理学史与人类文化；

2、牛顿定律：地面上的问题；

3、做功、能量变化：给图象；

4、天体运动的问题；

5、电磁感应：切割问题；

6、静电问题；

7、还有两道学科内综合题，一般为力和运动的关系题，难度较大。

从今年的高考看，考察的内容基本没变，但考察方式略有变化，如第15题，以力和运动的关系考察功能原理；第19题，以天體的运动考察匀速直线运动；第20题，以静电场考察力和运动的关系等。综合性非常强，突出学科内综合，立意于能力。

实验题的考察是一电一力的形式，一直认为力学主要是针对纸带的处理，如根据纸带计算加速度和速度，而加速度和速度是力学最重要的两个量，一个促成了受力分析，一个促成了能量转化，因而是考察的核心内容，一般的陷阱设置在点的选择上，纸带测量的处理上，另外一个是基于斜面问题的牛顿第二定律的验证和动能定理的验证，第三种则重点是平抛实验为基础的平抛规律的研究，动量守恒的验证及变形，今年高考考察的就是测量斜面上运动的加速度，利用图象处理数据。电学实验则集中在器件选择，电路连接，误差分析等方面，重点实验是伏安法测电阻，测量电源的电动势和内阻，半偏法，改装和校准及部分电学实验的拓展，如A-A法，V-V法测量电动势和内阻等，今年则是改进了的测量电流表内阻。

计算题仍然是一道传统经典题和一道带电粒子在场中的运动问题。

选修题也保持了一定的稳定性，难度也不大。

总体来看，今年的高考题特点仍为：1、基本保持稳定的题目类型；2、坚持对主干知识进行考查；3、注重联系实际；4、坚持以能力立意；5、考查应用数学的能力；6、保持学科内的综合和学科特点。是一份与当前高中教学相适应的试题，若能在以后每年都坚持如此，那对高中的教学及真正实现为师生减负起到非常积极的作用。

无论是新课标改革前还是改革后，高考试题都保持了一定的稳定性，没有太突出的变化，因此我们教师和同学们在高一、高二的学习和高三的复习过程中，也应当保持相应的稳定性，以不变应万变的策略应对之。

紧扣基础，固化物理思想，提高基本技能。

什么是基础？往往我们许多老师都给同学们建议：回归课本，梳理主干知识等等。但我个人认为，回归课本当然非常重要，课本是我们学习知识的根源。但物理作为能力型学科的代表，就算把课本背得烂熟，若没有转化为基本技能，又能解决几个问题呢？所以，“基础”的重中之得还应该是“基本技能”。而这些“基本技能”的重点又在于常见运动模型及其迁移模型的处理上。常见运动模型及其迁移模型主要有：匀速直线运动、匀变速直线运动、抛体运动（类平抛运动）、匀速圆周运动、简谐运动（选修内容）等。不管是难题还是容易题，我们都可以把它们分解为常见运动模型及其迁移模型的组合或合成。而同学们如果对常见模型及其迁移模型的处理能够做到得心应手，那么组合起来的所谓难题也就能够迎刃而解了。

以动力学问题为例。我们在教学新课后都要有对应的习题课，而如何把习题课上好呢？这本身就是一个值得我们好好研究的课题。而就“基本技能”而言，重中之重应把常见模型的处理固定化，训练成“条件反射”动作。要求学生强化解题步骤意识：

第一步：选对象

第二步：定过程

第三步：分析力

第四步：建坐标

第五步：列方程

每一个物理过程都按这样的步骤来进行，若遇难度较大的题，也把它分解为多个过程，再一一重复按步处理。

例：如图所示，木楔A的质量M=10kg，置于粗糙的水平地面上，动摩擦因数μ＝0.02，木楔的倾角θ＝300．在斜面上有一质量为m=1.0kg的物块B由静止开始沿斜面下滑，当滑行路程s=1.4m时，其速度v=1.4m/s，在这个过程中木楔没有动．求地面对木楔的摩擦力的大小和方向．（g取10m/s2）

解：对物块B(受力分析如下图)

垂直斜面方向上，由平衡条件

FN=mgcosθ

平行斜面方向上，由牛顿第二定律

mgsinθ-f=ma

又有

v2=2as

对木楔A(受力分析如右图)

由平衡条件

F地=FNcosθ+fsinθ+Mg

fcosθ=FNsinθ+f0

联立解得：

f0=-0.723N≈-0.6N

“-”表示f0方向与原假设方向（水平向右）相反，即水平向左

不难看出，在上题中，把小滑块的过程分解为两个匀加速直线运动和一个匀减速直线运动过程，每一个过程分别用牛顿第二定律方法来处理，步骤明确，答题过程也非常规范。而以往同学们在解题过程中，不能快速找到解题切入点，不能顺利解题，就是没有固化步骤意识，没有按照步骤来进行，而且容易出现答题不规范导致失分的现象，其实就是基本技能的不熟练。

固化系统 篇12

快速成形技术(Rapid Prototyping,RP)是一种基于数字化的新型成形技术,其叠层累加的思想突破了传统的加工模式,是制造技术领域的一次重大突破。某些液态树脂材料被特定波长的光束照射时,因发生聚合反应,而具有迅速地从液态变成固态的特性。利用树脂的这种特性,逐层、有选择地固化液态树脂,成形三维实体的方法称之为立体光固化快速成形法(Stereo Lithography Apparatus,SLA)。

紫外光固化的发展离不开紫外光源,可以说,紫外光源的特性,如波长、光强、光源体积、工作条件、功率、价格等等,是制约紫外光固化快速成形技术发展的关键因素之一。目前,用于光固化快速成形设备中的紫外光源分为两类:高端快速成形设备大都采用紫外激光器,如美国3D Systems Corporation公司的快速成形设备;低端快速成形设备采用紫外灯,如西安交通大学研发的CPS快速成形设备[1]。

激光具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性等优点,是进行材料加工的理想光源。快速成形设备中常用的紫外激光光源包括氦镉(He–Cd)激光器(325 nm)、氩离子(Ar+)激光器(351~364 nm)、N2激光器(337 nm)、二极管泵浦Nd:YOV4三倍频激光器(355 nm)等。但激光系统(包括激光器、冷却器、电源和外光路)的价格及维护费用昂贵,导致快速成形设备的制造成本和使用成本过高,在一定程度上限制了紫外光固化快速成形技术的推广。另一方面,紫外灯以其价格优势占据了紫外光固化快速成形设备的低端市场。尽管紫外灯的成本较低,但其使用寿命短、光束质量差,且环境污染较严重。

随着LED(Light Emitting Diode,LED)材料生长技术的发展和制备工艺的完善,商品化LED的发光效率几乎每十年提高一个数量级,其性能的提高推动了LED的应用发展,从汽车车灯到白光照明,从全彩色大屏幕显示到多媒体信息存储等,应用范围日益广泛。相对激光器和汞灯等传统光源,LED具有成本低、体积小、无环境污染、耗电量低、寿命长等优点,其内在特征决定了它有较高的性价比。虽然目前已出现基于LED的新型紫外光固化用点光源产品,但这类产品不足之处在于输出光束光斑较大,无法满足光固化快速成形加工工艺的要求。为此,针对我国光固化快速成形的现状,面向各类院校和中小企业教育、研发需求,本研究设计了一个基于单片紫外LED(Ultraviolet Light Emitting Diode,UV LED)的光源系统,应用于光固化快速成形设备。

1 光固化快速成形中的光源系统

对不同波长的光,光敏树脂有不同的吸收率。基于光固化成形机理,光源辐射出的光线应与光敏树脂的光吸收谱线相匹配,使光敏树脂同光线相互作用而发生光化学反应、引发固化成形。由于大部分光敏剂在紫外区的光系数较大,较低的光能量密度就可使树脂固化,所以光固化成形工艺通常采用波长范围一般为250~380 nm,光波输出功率大于20 mW,工作状态为连续波的紫外光源。

在光固化成形中,光敏树脂对紫外光的吸收遵循Beer-Lambert定律[2],即:紫外光的能量密度E随着透射深度的增加呈指数衰减。理论及试验表明,只有当液态光敏树脂接受的紫外线能量密度E超过一定的阈值EC后,才会产生凝胶(凝胶态是液态和固态之间的临界状态),固化深度Cd与EC的关系可写成[3]:

式中:Dp为光敏树脂的透射深度,定义为光能量密度衰减为入射能量密度的1/e时的深度。Dp越小,表明单位体积树脂对紫外光吸收越多。Emax为树脂表面最大能量密度,其与光源功率PL、扫描速度Vs、固化面上光点半径ω0及固化阈值EC之间满足:

进一步化简,固化深度Cd:

固化的线宽Lw:

对于光固化快速成形系统,只有当固化深度大于固化层厚度时,相邻两层之间才能有效地粘结,否则,制件层间会产生剥离,影响制件精度,甚至导致制件失败。式(3)~式(4)表明,固化深度,扫描线宽与扫描速度、固化面上聚焦光斑的大小及功率等指标有关。扫描速度快,树脂固化需要的光功率大;光斑大,则树脂固化深度浅,扫描线宽。因此,紫外光源系统是紫外光固化快速成形设备的重要组成部分,其光学技术指标,如聚光能力、均匀性、光斑大小等,将直接影响到树脂固化的最终效果。

2 光固化快速成形中的紫外LED光源系统设计

LED实质上是利用半导体材料制作的正向偏置的P-N结二极管[4],当P-N结两端注入正向电流时,注入的非平衡载流子(电子-空穴对)在扩散过程中复合发光。与激光不同,这种发射过程属于自发发射过程,发射的是非相干光。

本研究设计了一个基于单片紫外LED的光源系统,应用于光固化快速成形设备。在25℃环境温度下,所选LED芯片的波长在360~370 nm范围,且典型波长为365 nm波段;发光面尺寸为1 mm×1 mm,发散角为±60°左右;在500 mA工作电流驱动下,发射的光功率为110~154 mW。

所设计的单片紫外LED光源系统示意框图如图1所示,光源系统主要由电路部分和光学部分组成,其中电路部分包括光源的驱动电路;光学部分则具体包括光源耦合系统、整形聚焦系统。

如前所述,UV LED光学系统的特性将直接决定着树脂固化成形质量及效率。结合所研发的新型光固化快速成形设备的特点,该UV LED光源应满足以下技术指标:

1)树脂固化面上的光功率≥20 mW,光斑直径D≤0.3 mm;

2)光源系统结构紧凑,体积小,距液面工作距离≥5 mm;

3)光源功率可调;

4)光源系统稳定,且能长时间运行。

2.1 基于单片LED的光学整形聚焦系统设计

严格意义上讲,LED是面光源。为简化设计,结合所选LED芯片特点,本研究近似地将LED芯片看成是类点光源,LED与聚焦系统直接耦合,采用多透镜系统对光源进行整形聚焦。

由于单片UV LED的发散角偏大,且光功率相对较低,为满足光固化快速成形工艺的要求,所设计的单片UV LED聚焦系统是一个大数值孔径、短焦距的光学系统。如图2,单片UV LED发出的光束先经倒置的非球面聚焦透镜扩束成平行光,再经第二片非球面透镜、第三片透镜聚焦于工作面。非球面透镜有很好的光学性能,引入的球差小,能很好地校正波前误差,无需在光学系统中加入特殊元件进行象差校正。使用非球面透镜能使光学系统大大简化,在小尺寸条件下设计出性能较好、结构简单的高精度透镜结构。

通过Zemax光学设计软件[5],光源系统的数值孔径NA≥0.5,聚焦光斑直径D≤0.3 mm,焦距为5 mm,树脂固化面上的光功率≥30 mW。光学系统的材料采用紫外通用的高透过率石英玻璃,且为减小菲涅尔反射损耗,各镜双面均镀365 nm光学增透膜。

2.2 LED光源驱动系统设计

光固化成形为材料的叠层累加工艺,系统的运行时间长达数十小时,因此,光源驱动系统应保证LED芯片长时间发射出功率稳定、波长稳定的紫外光束。

研究表明,LED的工作特性,特别是长时间运行时的工作特性如波长、功率等受控制电流、环境温度等的影响较大。一方面,LED为电流驱动型器件,其输出特性不仅跟本身的材料、工艺有着紧密的联系,驱动电流的稳定性也将直接影响波长和输出功率的稳定性;另一方面,LED芯片的工作物质是P-N结,其特点是易受温度影响,对温度变化敏感。温度升高不仅使输出功率下降,而且影响波长的稳定性。通常,工作温度的不稳定是LED性能恶化、寿命减少的主要因素,只有提供恒定的工作温度,才能保证LED芯片具有稳定的输出功率和最大的工作效率。

如图3所示,本研究所设计的恒稳控制系统由UV LED控制器及其外围电路组成,主要完成对温度、功率的采样、计算;对外部控制指令的接收和处理。为保证LED芯片运行于恒温环境,本研究采用半导体电致冷器TEC(Thermoelectric Cooling,TEC)作为LED芯片温度调节的执行器件。TEC依据帕尔帖效应工作,通过控制电流的方向实现TEC致冷和加热;通过电流大小的改变,控制TEC致冷量和加热量。TEC具有体积小、致冷效率高、无污染等特点,特别适用于有限空间的致冷。数字式温度传感器对UV LED芯片进行温度检测,当检测温度小于设定温度值时,通过驱动电路使TEC致热;当检测信号大于设定温度值时,通过驱动电路使TEC致冷,从而实现UV LED芯片的恒温控制。光敏二极管用于对光功率进行检测,实时调整工作电流,实现对LED的恒功率控制。

试验表明,此驱动系统实现了对单片UV LED芯片的恒稳控制,树脂固化面上的光波长、功率稳定,达到了预期指标,满足光固化快速成形工艺的要求。

3 结论

本研究对紫外LED光源在光固化快速成形设备上的应用进行了探讨,并将所设计的单片UV LED光源系统应用于华中科技大学材料科学与工程学院快速成形中心所研发的紫外光固化快速成形设备上,光源实验装置见图4。结果表明,采用本研究设计的紫外LED光源,光强分布均匀稳定、能够满足紫外光固化过程对光源的指标要求,具有可操作性。

该单片紫外LED光源系统具有结构简单的突出优点,采用优化的光学聚焦系统,使发散角≥100°的LED光束聚焦,且树脂固化面上的光功率≥30 mW,光斑直径D≤0.3 mm。该系统设计已获国家发明专利授权[6]。

对紫外LED光源在光固化快速成形中的应用研究刚起步,受目前紫外LED芯片技术参数(特别是功率大小)的限制,所设计的基于单片LED光源系统聚焦后的光斑大小尚不能与激光光源聚焦后的光斑大小媲美;同时,因聚焦面上功率较弱,导致制件加工速度较慢。未来,提高LED光源功率,以便进行高速光固化成形的方法有两个,其一,增加LED芯片的数量,采用阵列结构,配合先进的耦合技术,在树脂固化面上获得较高功率的紫外光;其二,随着LED技术的发展,高功率的紫外LED芯片问世。

与配置激光器、汞灯等光源的光固化成形设备相比,以LED为光源的成形机在保证一定制件精度和速度的基础上,具有低设备造价和低运行成本的突出特点,具有较高的性能价格比。它的研制和开发,为快速成形技术的发展提供了一个新的思路,有助于推动快速成形技术在我国的研究和应用。

参考文献

[1]吴懋亮,李涤尘,赵万华,等.CPS紫外光固化快速成形系统的研究与开发[J].中国机械工程,2000,11(10):1120-1123.WU Mao-liang,LI Di-chen,ZHAO Wan-hua,et al.Research and Development of Ultra Violet(UV)Light Prototyping System[J].China Mechanical Engineering,2000,11(10):1120-1123.

[2]Chartier T,Hinczewski C,Corbel S.UV Curable systems for tape casting[J].Journal of the European Ceramic Society(S0955-2219),1999,19:67-74.

[3]XU Guang-shen,ZHAO Wan-hua,TANG Yi-ping,et al.Novel stereolithography system for small size objects[J].Rapid Prototyping Journal(S1355-2546),2006,12(1):12-17.

[4]Neamen Donald A.半导体器件导论[M].北京:清华大学出版社,2006:616-621.Neamen Donald A.An Introduction to Semiconductor Devices[M].Beijing:Tsinghua University Press,2006:616-621.

[5]ZEMAX Development Corporation.Zemax Optical Design Program[Z].