熔融沉积3D打印设备研究进展

阐述了3D打印技术的种类,介绍了熔融沉积成型（FDM）技术的原理、特点及其目前存在的问题;从控制方法（温度控制、运动控制、路径控制）和运动机构（送料机构、喷嘴、运动机构）两个方面系统综述了国内外FDM 3D打印设备的最新研究进展;最后,指出了目前FDM 3D打印设备所面临的挑战及需要解决的问题,展望了FDM 3D打印设备未来的发展方向。     

铸造模拟关键热参数的反求优化及应用研究

铸造过程数值模拟技术已经得到广泛应用,想要获得准确的模拟结果,就需要输入准确的条件参数。然而,通过实验直接测量条件参数却比较困难,部分条件参数甚至无法直接测量获得。应用DOE设计方法进行重力砂铸凝固模型热物性参数敏感性实验,以实验实测温度曲线作为反算优化的初始输入条件,按热物性参数敏感性由高到低依次用ProCAST铸造模拟软件对数值模型的材料热属性、边界散热参数、界面传热系数等热物性关键参数进行反算优化,并将优化获得的热参数进行凝固模拟验证。结果表明,反算优化后的热参数可以准确匹配实测结果,达到无需直接测量而优化条件参数的目的。     

基于计算机辅助实验的铝合金发动机罩外板成形工艺参数优化

铝合金覆盖件冲压成形遇到的常见质量问题是起皱、破裂和回弹。利用计算机辅助实验(CAT)技术研究工艺参数和板坯形状对某汽车发动机罩外板成形质量的影响,找出满足质量评价指标要求的最优工艺水平组合。结果表明:实验方案中所有工艺水平组合均能很好地控制制件的起皱和破裂;一个板厚的凸凹模间隙有利于改善制件的贴膜性;采用矩形板坯可降低制件局部的最大减薄率和削弱其切边后的回弹;压边力和拉深筋高度对定量评价指标的影响不显著,但适当提高压边力和增加拉深筋高度可在一定程度上减小制件的回弹量。在压边力300 kN、凸凹模间隙0.8 mm、拉深筋高度14 mm、矩形板坯(虚拟)拉深速度3000 mm·s-1条件下,能够获得满足质量评价指标要求的发动机罩外板制件。     

基于数值模拟的等效拉延筋设计与优化

拉延筋在汽车覆盖件拉深成形中起着十分重要的作用。利用拉延筋可以在较大范围内调节和控制板料的变形程度和变形分布,抑制破裂、起皱、面畸变等多种冲压质量问题的产生。在很多情况下,拉延筋的设置合理与否将决定覆盖件拉深的成败。文章借助eta/DYNAFORM软件,模拟某轿车B柱加强板在无/有拉延筋的模具上进行拉深的全过程,通过模拟结果分析比较,确定拉延筋的合理布局及数量,最后结合正交实验法,优化拉延筋的结构参数。     

基于知识的冷冲模选材及热处理专家系统的研究与开发

在总结冷冲压模具基本选材原则、典型热处理规范,以及行业经验的基础上,借助计算机技术、专家系统技术和数据库技术,开发出了基于Windows平台的冷冲压模具选材及热处理方案制定专家系统,实现了冷冲压模具常用零件选材及其热处理方案制定的计算机化和准智能化。本文研发的专家系统可以根据用户提供的冷冲压工艺类型、制件材质、尺寸精度、表面粗糙度及其板料厚度、生产批量等综合信息,应用基于规则的正向推理机制,结合知识库中的专家知识,高效可靠地从数据库中挖掘满足冷冲压模具制造和使用要求的候选模具材料, 以及推荐的热处理工艺方案。     

板料形状、压料筋的设置对汽车覆盖件成形中起皱和未充分拉深的影响

在汽车覆盖件成形工艺中,无论是对外观还是对功能的要求,起皱和未充分拉深问题是不允许出现的,因此对起皱和未充分拉深问题的预测和防止显得非常重要的。采用数值模拟技术可以在模具设计初期预测产品的几何形状,从而优化工艺参数以便获得高质量的成品。文章以eta/DYNAFORM有限元分析软件为平台,采用弹-塑性有限元法对DDQS钢进行数值模拟,得出相应的FLD曲线、起皱和未充分拉深区域。重点探讨了板料形状和压料筋的设置对起皱和未充分拉深区域的影响,得出了较好的解决方案。     

进料方向对共注塑中芯层熔体前沿冲破的影响

通过对矩形板试样顺序共注射成型过程的数值模拟分析,揭示了进料方向对芯层熔体前沿冲破趋势的影响;建立了预测前沿冲破趋势的数学公式,并探讨产生前沿冲破的原因。结果表明,当长宽比较大时,沿长度方向进料可显著且稳定地防止芯层熔体冲破;当长宽比较小时,沿宽度方向进料可显著地防止芯层熔体冲破;冲破界面速度、方向及其单位截面积中熔体流动速率的改变是沿不同方向进料时有不同冲破趋势的主要原因。     

矩形和半圆形拉延筋几何参数对拉深阻力的影响

对拉延筋的作用机理进行了研究,基于ANSYS建立拉延筋约束阻力计算有限元模型,研究了矩形和半圆形两种典型拉延筋结构参数对拉深阻力的影响规律。结果表明:两种拉延筋结构参数中筋高与凹槽圆角半径对拉深阻力的影响是一致的,即拉延筋约束阻力与凹槽圆角半径成反比,与筋高成正比。但凸筋圆角半径对拉深阻力影响是不一致的,矩形拉延筋拉深阻力与凸筋圆角半径成反比;而半圆形拉延筋拉深阻力随着凸筋圆角半径的增大,拉深阻力先缓慢增大然后又逐渐减少。     

室温微成形尺寸效应对材料强韧性影响的研究现状

重点梳理了近年来微成形尺寸效应理论的研究进展,归纳总结了现有文献中关于微成形中变形行为的各种尺寸效应与材料屈服强度、塑性、抗拉强度、断裂韧性的关系,包括:晶粒尺寸、厚度尺寸以及两者之间的比值对屈服强度有重要影响;伸长率随厚度的增加而增加;抗拉强度与厚度尺寸和晶粒尺寸之间存在复杂关系;材料的断裂韧性与各种尺寸有密不可分的关系。并分析了这些研究结论存在差异的原因,同时,指出现有微成形尺寸效应机理目前存在有争议和亟待解决的关键问题。     

铝型材出口速度分布的数值模拟

铝型材挤压过程中的出口速度,是模具优化设计的重要参数之一,型材出口速度不均的原因之一是模具设计不当。为了获得高质量的挤压制品,对模具出口区域速度分布的研究是必须的。本文采用DEFORM3D对铝型材进行了3D模拟,获得了在模具制造之间铝型材的出口速度。数值模拟的结果得到了实验的验证,这对优化模具过程是非常重要的。