Catmull-Rom样条法优化中空挤出吹塑型坯壁厚设计

本文主要探讨了"中空挤出吹塑型坯壁厚设计与优化技术研究"，发表于2009年的中国机械工程第20卷第5期，由张树有、毛锋和黄长林在浙江大学CAD&CG国家重点实验室完成。中空挤出吹塑是塑料容器生产的重要工艺，壁厚设计的精确性对成本和产品质量有着显著影响。 作者提出的壁厚设计方法基于Catmull-Rom样条，这是一种特殊的数学工具，其优点在于保持几何连续性，允许设计师通过型值点（control vertices）和形状参数（shape parameters）进行灵活的修改操作。这种方法注重壁厚控制的连续性和快速响应特性，因此设计了一种基于曲率的壁厚曲线自适应数据采样算法，能够实时调整壁厚分布，以适应工艺需求。 为了实现壁厚形状的优化设计，研究者运用了弹性有限元方法来模拟型坯在吹胀过程中的行为。这种方法能够精确预测和优化壁厚在不同阶段的变化，从而降低成本并提升产品性能。实验结果显示，新方法极大地改善了壁厚数据编辑的便捷性和灵活性，提高了壁厚数据的质量和控制精度。 此外，文中还开发了一套型坯壁厚控制的人机交互界面软件，便于用户直观地操作和监控壁厚变化。该软件经过实际应用验证，证明了其在实际生产环境中的高效性和实用性，从而为中空挤出吹塑工艺带来了显著的改进。 这篇文章提供了一种创新的壁厚设计和优化策略，对于塑料容器制造业具有重要的理论和实践价值，促进了生产效率和质量的提升。关键词包括挤出吹塑、型坯壁厚、Catmull-Rom样条以及优化设计，这些术语都揭示了论文的核心技术和关注点。