3D打印石膏型无模快速精密铸造工艺研究

以斜齿轮为铸造试验对象,沿工艺流程从铸型设计、铸型3D打印、铸型脱水、零件浇注4阶段对石膏型无模快速精密铸造工艺进行了研究。结果表明,当所铸零件形状复杂时,采用剖分结构的铸型比整体铸型更有利于型腔内部余粉的清理;型腔表面不用刷硅溶胶或水玻璃等,但需进行脱水处理,否则铸件易出现气孔等缺陷;石膏型无模铸造充型能力强,型壳清理方便,铸造出来的零件尺寸精度可达CT5～CT6,表面粗糙度Ra值可达3.2～6.3μm     

熔模精密铸造蜡模充型过程的数值模拟

对熔模精密铸造料的流变性和充型过程进行了分析,确立了模料充型过程数值模拟的数学模型。利用计算机机数值模拟技术,建立了相关的软件系统。对端盖铸件的蜡模成型过程进行了模拟,结果与试验验证基本一致。     

熔模精密铸造蜡模质量控制

熔模精铸主要由模具制造、蜡模制造、壳型制造及随后的干燥、焙烧、浇注、凝固等工序组成[1].蜡模是用来形成铸件型腔的模样,要获得尺寸精度和表面光洁度高的铸件,首先蜡模本身就应该具有高的尺寸精度和表面光洁度.而蜡模制造过程中影响蜡模尺寸精度的因素比较复杂,工艺参数较多,所以蜡模尺寸精度变化范围比较大.此外,蜡模本身的性能还应尽可能使随后的制壳等工序简单易行.为得到高质量的蜡模,除了应有好的压型(压制蜡模的模具)外,还必须选择合适的制模材料(简称模料)和合理的制模工艺.     

防止精密铸造蜡模变形的几种措施

介绍了防止熔模铸件变形的几种措施.针对易变形件要从第一道工序-射蜡就采用在蜡模中放入阻碍物限制收缩变形、开浇道根后粘浇道,压蜡后在水中冷却等有效措施,使蜡模处在一个良好的质量状态之下.大量生产实践证明,这些预防措施是有效并且十分必要的.     

3D打印技术应用

以某工业产品为例,应用3D打印技术加工铸造蜡型,并用熔模铸造制造出不锈钢产品。重点介绍了该打印材料的性能和设备参数、以及熔模铸造的工艺过程,实现了3D打印技术与铸造的完美结合,所用材料符合污染小、节约能源的绿色环保制造理念,符合现代制造业的最新发展趋势和市场经济的发展要求。     

CP型叶轮铸造3D打印工艺研究

依据叶轮的结构特点,运用铸造3D打印工艺,采用合理的砂芯分型方案,大大减少砂芯数量,有效控制了尺寸精度,减少冷隔、穿皮等缺陷的发生;简化叶轮组芯步骤,提高了生产效率;提高出品率,节省各项成本。     

EPS模陶瓷型精密铸造失模工艺研究

针对EPS陶瓷壳型精铸失模时容易裂壳的现象,对EPS消失模精密铸造工艺进行了研究。利用自制的膨胀率检测设备对不同密度的EPS模试样在不同加热温度下的最大膨胀率进行了测试,研究了壳型膨胀与失模温度之间的关系;对陶瓷壳型中EPS模失模时的温度场分布进行测量,发现EPS模试样的密度大小对失模时温度场有着很重要的影响。在试验和分析的基础上,对EPS模失模机制进行了探讨,提出了高温失模机制。高温失模有利于降低失模时对壳型的膨胀作用力,为获得洁净而健全的陶瓷型壳提供了可靠保证。     

DLP光固化打印精密铸造陶瓷型壳工艺研究

通过研制一款DLP光固化3D打印机,选择适宜的陶瓷浆料并制定打印工艺,实现3D打印直接制备精密铸造陶瓷型壳。经过型壳的建模、打印和脱脂与烧结等后处理,获得了可用于浇注的陶瓷型壳,分别使用低熔点合金和高熔点合金对制备的小型和中型铸件陶瓷型壳进行了埋砂浇注,去壳后得到了金属铸件坯。这种DLP光固化3D打印陶瓷型壳的方法可为精密铸造的创新发展提供了新的思路。     

硅橡胶石膏模精密铸造工艺的应用与发展

本文主要论述硅橡胶石膏模精密铸造工艺在工厂设计中的应用与发展以及问题的对策。     

精密铸造中蜡模制造的有关问题

讨论了蜡模制造中的如蜡料性能， 蜡料处理方法， 压蜡成型机的性能及相关的工艺参数， 蜡模缺陷及其形成原因等。     

基于FDM技术的多喷头3D打印机关键技术研究

为实现FDM (熔融沉积成型法) 3D打印技术多色彩模型三维实体快速成型效果,设计了基于3组喷头可无干涉交替打印的多喷头3D打印机整机结构,并通过分析单喷头3D打印机工作流程,对比出多喷头3D打印机具有喷头数量多、联动复杂等工作特点,确定了多喷头3D打印机需解决的关键技术为喷头预热时间、喷头切换精度,并据此分析了控制流程,研究了控制系统。最后,依据线性换算方法计算了多组喷头预热时间,利用三维空间矫正方法补偿了喷头切换精度。     

提高桌面3D打印机效率的研究

目前桌面3D打印机受到了许多领域的关注,但由于桌面3D打印机是通过逐层累加的方式来构造实体,所以与传统的切削加工相比,熔融沉积成型的桌面3D打印机生产效率较低。为提高桌面3D打印机的生产效率,提供了一种优化零件构建时间的方法。即通过零件表面采用直径为0.4 mm的喷嘴进行成型加工,填充区域采用直径为1.2 mm的喷嘴进行成型加工,并与现有单喷头方法进行对比实验,发现该方法在保证表面粗糙度不变的前提下能大幅度缩短构建时间。为提高桌面3D打印机效率提供了一种新思路。     

基于Mega2560+Ramp1.4的3D打印机关键技术研究

阐述Mega2560+Ramps1.4平台的桌面级3D打印机硬件功能,对Prusa I3 3D打印机步进电机分辨率的计算原理进行研究。实践证明:桌面级3D打印机占地面积小、结构紧凑,在未来智能制造领域具有较好的应用推广价值。     

熔融沉积成型彩色3D打印机的研究

当前基于FDM的3D打印机大部分只能使用一种颜色的耗材,因此打印件颜色单一。为了解决这一问题,在深入研究FDM 3D打印机工作原理的基础上,设计一套彩色3D打印机挤出装置,对普通切片软件进行了二次开发,编写了与挤出装置相匹配的彩色切片插件,并进行了样机的试制与调试。通过打印试验,验证了所设计的挤出装置及彩色切片插件达到了设计要求,实现了彩色打印,为彩色3D打印技术的进一步研究提供参考。     

基于Fluent的FDM 3D打印机喷头分析与结构优化

针对熔融沉积型3D打印成型件容易出现产品精度比较差的问题,以喷头出口处流体速度为研究方向,建立喷头的流体分析有限元模型,设计田口方法,分析在加热腔长度、丝料过道长度、加热腔温度3个因素的水平组合条件下的流体速度;建立喷嘴三维模型,运用ANSYS Fluent软件对模型进行仿真分析,获得出口截面速度云图,分析出口截面速度方差,并对喷头进行结构优化设计。通过理论与实验相结合的方法,证实优化后的喷嘴有效提高了产品精度。实验结果表明:加热腔长度h_1=5 mm、丝料过道长度h_2=8 mm、加热腔温度T=240℃时,打印产品的精度最高,为喷头的结构优化提供了参考。     

FDM多喷头3D打印机结构设计及运动研究

为实现FDM(熔融沉积成型法)多喷头3D打印多材料、多颜色增量制造,在完成多喷头3D打印机结构设计的基础上,通过分析单喷头3D打印机成型运动模式,研究多头3D打印机各运动部件成型轨迹及运动特征。并据此确定其控制方式、控制对象及控制流程,设计基于开放式分层软件+多轴联动控制通信的控制系统。最后,利用三维设计软件构建了彩色三维数据模型并对其成型过程实施仿真。经验证,该多喷头3D打印机可实现多彩色三维模型制作。     

三维立体打印机的成形技术

三维立体打印机是根据普通的喷墨打印机改制而成，从而实现了工程中的可视化设计。涉及正在研制的三维立体打印机的成形技术，提供了一种解决喷头堵塞方法。同时对三维立体打印机成形工件过程进行了简要说明。     

基于三维模型的装配工艺规划技术研究

对三维装配工艺规划关键技术和解决方案进行了研究,包括：层次模型和关系模型相结合的产品装配信息建模、基于仿真拆卸的装配工艺规划及装配工艺文件自动生成等问题,并基于CATIA平台开发出装配工艺规划原型系统,实现了交互式装配序列、路径规划,生成了装配工艺文件,验证了技术的可行性。     

基于蒙特卡洛法的3D打印机定位精度分析

为了研究在各种误差源综合作用的条件下,FDM桌面3D打印机挤出机头相对于热床的定位精度情况,通过蒙特卡洛法对其定位精度进行评估。根据多刚体系统理论,建立3D打印机的拓扑结构模型;基于仪器精度理论,对误差向量进行综合分析,分析步进电机在运动过程中,各种误差源在x,y,z方向引入的误差向量,建立3D打印机的误差传递模型;通过蒙特卡洛法对在各种误差源综合作用的情况下打印机挤出机头的定位精度进行仿真计算。结果表明:在置信概率95%情况下,挤出机头相对于热床在x,y,z 3个方向上的定位输出及其扩展不确定度分别为x=(70±0.099)mm,y=(50±0.100)mm,z=(20±0.518)mm。该方法可用于分析影响定位精度的主要因素,进行误差补偿,提高定位精度;也可应用到精密仪器设计中用于精度分配计算,合理分配多刚体结构各环节的精度指标。     

基于Deform-3D的齿轮箱输出轴锻造成形研究

大型齿轮箱输出轴属于大型轴类锻件.针对某齿轮箱输出轴锻造质量不高的问题,提出了两次镦拔成形工艺,并运用有限元软件Deform-3D对其锻造工艺进行了数值模拟.结果表明,采用两次镦拔工艺,可以得到质量更佳的输出轴锻件.