LOM技术在快速制模中的应用

讨论利用LOM技术快速制造模具的工艺方案使用LOM生产的纸质制件作为母模来制作硅橡胶模具。由于硅橡胶具有良好的成形复制性和脱模性能,利用LOM原型制成的硅橡胶模具可用于精密铸造或小批量塑料制件的生产。     

Thermo-mechanical-martensitic Transformation Numerical Simulation of High Strength Steel in Hot Forming

在已建立的高强度钢板热成形热、力、相变多场耦合本构模型和板料、水冷模具相互耦合的接触热传导模型基础上,基于自主开发的商业化金属成形CAE软件KMAS(King-Mesh analysis system)构建热成形热、力、相变耦合的非线性、大变形静力显式数值模拟模块.对典型U形高强度钢板的热成形过程进行数值模拟分析;计算板料与模具相互耦合的温度场变化规律,并将钢板组织相变释放的潜热考虑其中;将温度场计算结果引入热成形热、力、相变多场耦合的本构方程和静力显式有限元列式中,计算钢板等效应力和组织相变分布变化规律.通过钢板温度场以及马氏体转变量数值模拟结果与试验结果的一致性对比,验证建立的多场耦合本构模型和KMAS热成形仿真模块的正确性和有效性.     

高强度钢板热成形热、力、相变数值模拟分析

在已建立的高强度钢板热成形热、力、相变多场耦合本构模型和板料、水冷模具相互耦合的接触热传导模型基础上,基于自主开发的商业化金属成形CAE软件KMAS(King-Mesh analysis system)构建热成形热、力、相变耦合的非线性、大变形静力显式数值模拟模块。对典型U形高强度钢板的热成形过程进行数值模拟分析;计算板料与模具相互耦合的温度场变化规律,并将钢板组织相变释放的潜热考虑其中;将温度场计算结果引入热成形热、力、相变多场耦合的本构方程和静力显式有限元列式中,计算钢板等效应力和组织相变分布变化规律。通过钢板温度场以及马氏体转变量数值模拟结果与试验结果的一致性对比,验证建立的多场耦合本构模型和KMAS热成形仿真模块的正确性和有效性。     

LOM原型制造精度的影响因素及保证技术研究

在简要介绍LOM技术的基本原理和LOM原型制造工艺的基础上，分析直接或间接影响LOM原型制造精度的各种因素，进而研究相应的保证技术，并提出了构建LOM原型制造精度集成化保证系统的意义及有效途径。     

以纸为原料的快速原型系统

美国Helisys公司的LOM(Laminated Object Manufactur-ing)系统,是现今快速原型应用中比较理想的一种系统。它独树一帜,以纸片(也可用塑胶或纤维混合料)为原料,直接从CAD三维数据生产出原型,经济实用。LOM的主要应用场合:·直接熔模铸造.因LOM模型不会膨胀,不会把陶瓷外壳挤破,所以特别适用于熔模铸造。·非直接熔模铸造.LOM模型可作为廉价模具,用来小批量制造蜡模,用于熔模铸造。·硅胶模具.LOM模型不会有相位改变并可抵抗收缩,特别适用于制造精密硅胶模具。·真空吸塑.LOM模型可承受高温和高压,适用于真空吸塑工艺。·各种模具制造.纸模腔只需涂脱模剂并注满原料即可制造出各种模具;坚固的纤维混合料,可承受高温和高压,可直接制造塑胶注塑模具。·砂型铸造.因LOM过程中,只需经过每一横截面的周边,加上价廉的原材料,特别适合于制造体积庞大(LOM—2030的成品尺寸可达800mm×550mm×500mm)的实心固体模型用于砂型铸造。     

基于RP/RT技术的喷雾器箱体快速开发

基于快速成型技术设计了喷雾器箱体，并采用LOM法制作了喷雾器箱体的快速原型件。对比分析了各种快速制模方法的优缺点，在对喷雾器箱体材料和制造工艺方法进行分析的基础上，利用喷雾器箱体快速原型件经过一次转换制作消失模型腔，采用消失模精铸方法制作钢模具作为生产喷雾器箱体的注塑模具。     

注塑成形中流动与冷却的耦合分析

分析了传统模拟方法中温度边界条件的缺陷，提出了用耦合方法确定模具、熔体传热问题的边界条件。用有限元求解模具温度场、有限差分求解塑料熔体温度场，在界面上用超松弛方法更新边界温度，重新计算模具、塑件熔体的传热问题，直到收敛。保存脱模后模具温度状态并作为下一周期模拟的初始条件、边值条件。注塑成形中流动与冷却的耦合分析方法可以模拟瞬态、多周期及更复杂的传热问题。     

反应成型模具耦合温度场数值模拟与试验研究

研究模具加热系统耦合温度场问题。根据模具加热系统的传热机理,将加热系统分为外部可控温度场和内部固化反应温度场。提出将模具内部反应固化温度场,作为外加可控温度场内载荷的耦合温度场建模方法,并进行数值模拟。以团絮状聚酯模塑料(Bulk molding compound,BMC)固化成型模具为研究对象,进行温度场试验;采用误差敏度分析法,对外加可控温度场进行热源强度误差敏度分析,计算出误差最大位置,以此来提高模具加热系统的制造精度,降低试验误差;通过改进加热工艺,实施三段式加热,结合多通道比例积分微分(Proportion-integration-differentiation,PID)控制器控制技术,按给定曲线拟合升温;数值模拟与试验结果吻合较好,模具型腔温度场的均匀性达到行业标准要求。     

热冲压过程传热耦合研究*

提出一种新的思路解决热冲压过程的传热耦合模拟。板料和模具之间的界面传热系数借助圆柱形冲压试验数据并通过有限元优化反算的方法获得,将获得的界面传热系数(Interfacial heat transfer coefficient, IHTC)引入到ABAQUS的U形冲压模型中,进行单次热冲压模拟,得到一个冲压周期内模具表面任意节点的热流密度曲线。通过调用SAS程序求得模面任意节点对应的时均热流密度,将每个节点的时均热流密度和笛卡儿坐标系下的空间坐标对应关系引入到STAR-CCM+中作为模具淬火传热模拟的第二类边界条件。接着通过网格数据映射将稳态淬火模拟得到的模具温度场,水道壁表面传热系数(Film heat transfer coefficient, FHTC)和壁面冷却水温度重新导入到ABAQUS的冲压模型中进行新的热冲压模拟,此时的热冲压过程即同时实现板料-模具的界面传热和模具-水流的表面传热的稳态模拟。设计并制造仿真中使用的U形模具进行连续热冲压试验,采集特征点的稳态温度,与仿真结果进行对比。结果表明：耦合后的板料和模具的最大温度和未耦合的单次冲压相比升高近一倍,温度分布沿着水道进口向出口方向发生迁移。耦合后的板料和模具特征点温度与达到稳态的试验采集温度误差均小于10%。     

基于逆向工程和快速成型的硅橡胶模具制造研究

介绍了以实物玩具为初始模型,利用逆向工程和快速成型技术制造该工艺品快速模具的方法.详细叙述了从模型数据采集、CAD建模、快速母模的制造、硅橡胶模具的制造直到产品试制的整个过程,并与传统的硅橡胶模具进行了对比,证实了这种基于逆向工程和快速原型制造技术的硅橡胶模具制造过程及思路的可行性和优越性.