陶瓷拥有很多有用特性，如高强度、高硬度以及耐腐蚀、耐磨损等优点，缺点是无法轻易制成复杂形状。 3D打印技术能使陶瓷拥有复杂的形状，但陶瓷极高的熔点又限制了这一方法的使用。 目前几项陶瓷的3D打印技术不仅效率低下，且打印出来的产品往往内部缺陷大，无法保证性能，本项目采用选择性激光熔融技术和后续处理工艺可以大幅度提高打印材料的致密性，既能实现材料的复杂结构也保障了材料的各方面的性能。

FED是目前在研的几种平板显示器中的一种，也是唯一能够保持 传统阴极射线管显示器（Cathode Ray Tube Display，简称CRT）高显示 质量的新型平面显示技术。在家用电视机、电脑显示器、车用显示器、工业监视器、 医疗仪器设备、军事、航天等领域有重要应用前景。特别是FED具有比现有的平板显示技术更高的抗恶劣 环境的能力，在军事、航天等方面有重要的应用前景。针尖型冷阴极的FED制作成本昂贵，而采用纳米线 冷阴极，具有制备方法简便、电学性质可控等优点。 本技术成果采用自组织生长纳米线冷阴极结合微加工薄膜工艺制作高分辨率的FED，在纳米冷阴极可 控生长及其栅极微结构集成、纳米冷阴极FED器件封装等关键技术取得突破。掌握了从材料、器件结构、 制作工艺到驱动技术的完整的知识产权体系，自主建立起纳米冷阴极FED的整套工艺线及其工艺。本技术 成果在大面积玻璃衬底上实现了高精细定位生长纳米冷阴极；研制出可用于高分辨率FED的栅极结构纳米 冷阴极电子源阵列；开发出了纳米线冷阴极FED器件的真空封装技术；建立起纳米冷阴极FED工艺流程； 研制出栅极结构纳米冷阴极FED样机。

激光智能增材制造系统是将激光3D打印系统与激光制造仿真物理模型，CAD、CAE、CAPP、CAM技术，高精度多种在线控制系统相结合的下一代增材制造设备。该系统可根据三维模型特征优化加工路径；可根据工件材质和性能要求，通过模拟程序得到优化加工参数；在制造过程中，可通过尺寸扫描测量，实时调整加工量；通过温度、图像、等离子光谱等传感器在线采集特征信息，实时调整加工参数；制造完成后，可给出热处理参数，进一步提高产品性能。系统整体智能化程度高，集成度高，在实现激光金属3D打印的同时，可大幅提高打印工件的尺寸精度和机械性能。该技术适用于复杂高性能产品设计制造、核心工件再制造、航空装备、核电装备、轨道交通装备、海洋工程装备等高端制造领域，还可用于模具精准修复。

混凝土3D打印是一种将水泥基复合材料逐层堆叠的新型增材制造技术，因其无模化、自动化、快速化和灵活化的建造优势在建筑、桥梁、基础设施等领域迅速兴起，并表现出巨大发展潜力.3D打印是无模快速建造过程，可以在没有模板支撑的前提下，自由灵活的快速建造异型混凝土结构和建筑。 3D打印赵州桥建成于河北工业大学北辰校区熙湖东侧河道上，桥长28.10米，单拱跨度18.04米，桥宽4.20米。 3D打印赵州桥参照市政桥梁相关设计规范进行设计,为单跨双腹拱结构，结构主拱设计为无铰拱，腹拱为三绞拱，拱上建筑与主拱进行结构刚度分离,优化设计结果。结构安全性系数采用1.1,设计荷载为人群荷载4.2kPa，永久作用有：自重、徐变、装配式构件残余收缩、基础水平和竖向变位等，设计考虑的可变作用有风力、流水压力、温度力，设计过程同时考虑的偶然作用有地震力；承载能力按照承载能力极限状态进行检算，裂缝及变形按照正常使用极限状态进行检算，检算过程各项荷载以《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》为框架，同时根据3D打印实际情况适当调整荷载分项系数、组合系数等计算参数以保证结构安全性质。桥梁设计过程采用桥博与MIDAS CIVIL,检算过程采用MIDAS CIVIL,有限元缝隙通过板梁单元进行结构设计，采用实体单元进行连接位置等的细部优化。设计同样进行了施工阶段计算和吊装过程动态计算，为保证施工工程安全和吊装后构件的可靠性，施工阶段对结构裂缝要求提升至0.2 mm。经检算各施工阶段和成桥后各阶段钢筋拉压应力及混凝土压应力满足要求，结构变形及裂缝满足要求。   新材料： 3D打印大尺寸结构构件对水泥基胶凝材料的早强快凝等具有更为严格的要求，同时需要早期水化放热低以及后期的低收缩。为了解决此技术难题，3D打印赵州桥项目精选白色高贝利特硫铝酸盐水泥、石英砂、石英粉以及玄武岩纤维等，通过不断优化材料的配合比，制备而成特种水泥基 3D打印复合材料。该材料,3 天单轴抗压强度 48~52 MPa，3 天水化放热 220J/g，92 天收缩值 4‱。特别地，该材料绝大比例的原材料为白色，很好的提升了打印结构的外观美观度。 新装备： 为了满足主拱打印的尺寸需求，研发了大型滑轨式机械臂 3D 打印机，机械臂臂展 3.3m，滑轨长度 6.0m，可一次性打印成型长度 11m 左右的结构构件，运动精度 0.1mm。材料的输送为压力泵输送，管径 30mm，长度 12m，可实现打印过程中的连续和持续供料。同时软件部分，打印过程中的路径规划设计，为本课题组自主设计的一笔成型路径规划算法，提高了打印的效率，减少了大尺寸结构打印过程中断点数量，保证了结构的连续性。新技术： 天津市地基承载力较弱，对拱桥结构的稳定性和安全性影响较大。因此，使用了内嵌式传感器系统和云平台系统，实时监测和传输拱脚的位移、预应力损失、拱顶的挠度等桥梁的健康状态。同时使用了北斗，用于监测两侧桥台的不均匀沉降等信息，建立了桥梁监测的三维可视化管理平台。

天津大学突破传统理论的束缚，首次提出了将航空航天领域应用的3D复合材料应用于生物医学骨科领域的理论构想，并就复合材料在生物医学领域应用的基础理论问题进行了研究。研制了三维编织碳纤维/环氧树脂复合材料骨折外固定架，并在临床应用中取得了良好的效果。 三维编织纤维/树脂复合材料不仅提供了足够的强度和刚度（强度600-1300MPa，模量10-90 GPa），不产生应力遮挡，与传统不锈钢骨折外固定架相比，还具有质量轻、在X光片上无遮挡等突出优点。 三维编织碳纤维/环氧树脂复合材料骨折外固定架及临床应用 不锈钢与 3D复合材料固定物X光片的比较

该项目自2004年成功研制出国内第一台选区激光熔化快速成型机，实现了金属零件的直接快速成型制造。目前，该金属零件直接成型项目处于产业化阶段，并将数字化、网络化、个性化、定制化为特点的金属3D打印技术应用在生物医学领域中。 主要研发产品是Dimetal系列激光选区熔化成型装备，包括Dimetal-250，Dimetal-100型成型机。医学应用研究工作成绩包括3D打印在牙科中的应用，如个性化舍侧正畸托槽、牙冠固定桥和种植牙手术导板等激光选区熔化直接成型，其中个性化舍侧正畸托槽已经获得广

    3D互动教学系统就是利用虚拟技术模拟难以讲解的教学场景，对于在现实生活中无法观察到的自然现象或事物的变化过程，以及一些不可能出现的场景（如金字塔是如何建成的，晶体内部结构，天体形成等），在3D教室呈现，为学生创设一个情景化的学习环境，多维度呈现学习内容，调动学生视觉、听觉、动觉等多感官参与，让学生们感受到极强的逼真感，使抽象的概念和理论更加直观化、形象。并且在3D教室中学生可以放心的进行各种实验（物理、化学）练习（如爆炸、化学反应、青蛙解剖等），不必担心由于操作的失误所带来的各种危险。     3D互动教学可以使学生以全新的方式学习，如用二维方式进行教学，一些复杂的概念将很难被学生理解。而且，无论是老师的教授过程还是对学生的吸引程度，二维方式都很难与3D媲美。3D教学不仅使学生们喜欢上课，而且还能加深学生在课上学到的知识。用3D图像解释复杂概念时候，会变得更容易理解，利于学生更好将课程内容形象化，发挥学生想象力。经历过3D教学的孩子，能够通过肢体语言、模型展示等方法，增强了视觉化的记忆能力，从而帮助学生缩短了学习概念的时间，提高了学生在课堂中的注意力并使他们更深入地思考问题。以这种方式学习将会大大提高学生的成绩以及学生对信息的记忆时间。 3D互动教学是一个崭新的教育方式，是视听教育的未来发展方向，将开创一个全新教学模式。开展和推广3D教学，将成为我国教育国际化的重要推动力。

产品详细介绍 特色： 1：模块化设计 全新高精度金属智能套件，让整机的机械性能更加稳定。独特的模块化设计让使用者能够快速的了解设备原理、轻而易举的组装使用起来。从而删繁就简的下的是精益求精的结果，在后期改造需求下会更加方便使用者的切入和实现。 2：高精度直线滑台运动    滑台外形简练、全金属，具有精度高、寿命长、磨损小、节能低耗摩擦系数小、构造紧凑、通用性强等特点；组装容易并具互换性、定位精度准确、效率高。 3：十步拼装完成 Panowin F1注塑开模的高精度套件模块，根据装配手册能十个步骤快速拼装成一台3D打印机。每个步骤之间都是通过简单的螺丝装配或者卡槽的插拔衔接弯成，对零经验的操作者都是So Easy的事情。 4：全新切片软件Pango    Pango为我司针对FDM类打印机研发的一款超智能切片软件，特点是操作简单、速度快、自带模型库、支撑智能等；切片数据算法精准极大的优化了成品效果。 5：高能的开发工具    Panowin F1不仅是一款简单易用的3D打印拼装套件，更是一款开启智能世界的入场券。通过拼装组合的动手过程，领略3D打印的技术根本原理；从而激发创造力。用最新的科学技术实现自己的想法，激发大家投身科学、数学、工程、设计等学习、创造热情中。  

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