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。     

基于DLP技术光固化3D打印系统研究与实践

研究了基于数字光处理(DLP)技术的光固化3D打印系统的组成,进行了光固化3D打印设备机械系统、投影系统及主控系统的设计与制作,采用数字化建模及FDM三维打印技术完成了非标准零件的设计与成型。配制了用于该设备的光敏树脂进行3D打印成型测试及设备结构优化。结合快速熔模铸造进行了成型精度验证实践。     

3D打印钛合金人体植入物的应用与研究

钛及钛合金以其良好的生物相容性,在临床上用于人体硬组织植入和修复。3D打印技术是近年快速发展的特种加工技术,突破了传统加工技术的局限,可实现近净成形,并能够制作出复杂结构,且材料利用率高,设计制作周期短。3D打印技术在个性化外形和内部细微结构加工及快速精确成形方面的巨大优势,使其在医用植入物加工领域备受关注。为此,概述了3D打印成形钛合金人体植入物的优势、应用状况以及3D打印钛合金人体植入物的生物力学适配性能的研究进展,总结了国内3D打印技术在钛合金人体植入物领域的研究现状。     

基于SLA技术的钛合金熔模精密铸造工艺

采用SLA光固化成型技术和钛合金熔模精密铸造相结合的方法,从SLA光固化熔模结构设计及制壳工艺、铸件浇注工艺、热等静压等3个方面展开工艺研究。结果表明,SLA光固化中空腔体熔模原型设计及型壳直接高温焙烧的工艺合理可行,有效解决了型壳开裂的技术难题;采用离心真空浇注和热等静压工艺,可保证复杂铸件的充填性和内部质量;该工艺成功研制出符合技术要求的铸件,其表面粗糙度可达6.3μm,尺寸精度达到CT6级,综合性能满足国军标要求。     

3D打印医用钛合金研究进展

钛合金拥有较高的比强度、较好的耐蚀性能与生物相容性,其在医用植入物的应用市场前景十分引人关注。但传统医用钛合金植入物常采取铸造的生产方式,产品种类单一,无法满足"精准医疗"的诊疗目标。3D打印技术以其丰富的加工方式在医用钛合金方面应用优势逐渐凸显。本文介绍多孔医用钛合金的发展历史及3D打印钛合金的制造现状,分析现有3D打印医用钛合金的技术壁垒,并为未来3D打印医用钛合金的发展方向提供建议。     

3D打印在铸造技术中应用

介绍了3D打印的基本概念、技术原理及发展历程,对其结合传统铸造技术进行优势互补,所形成的快速铸造工艺进行了总结,并对快速铸造在国内外的发展现状进行了阐述。从快速铸造中的应用分类、工艺流程图和实际案例三个方面对3D打印技术在铸造中的应用进行了总结和分析,阐明了多种快速铸造技术原理、研制经历和若干知名公司的技术特点。最后对3D打印技术的应用发展进行了展望,3D打印技术的发展必将给铸造业带来一场新的技术革命。     

熔模精密铸造钛合金气门

概述了汽车发动机钛合金气门的熔模精密铸造工艺流程,对熔模精密铸造钛合金气门进行了初步检验,检验结果显示,熔模铸造钛合金化学成分、金相组织、力学性能符合铸态钛合金标准要求。     

光固化3D打印陶瓷型芯技术的研究进展

概述了几种光固化3D打印技术的原理,简要介绍了3D打印制备陶瓷型芯的工艺过程,阐述了国内外研究进展和已经取得的研究成果,并展望了3D打印陶芯型芯未来的发展方向.     

3D打印硬质合金：光固化打印前驱体间接制备

为了实现3D打印硬质合金的目的,本文提出了一种基于光固化3D打印硬质合金的方法,即以钨盐和钴盐为原料,并借助光辐照聚合,光固化打印硬质合金前驱体坯体,再通过后处理—高温还原/碳化并烧结致密化为硬质合金。采用流变仪、紫外分光光度计、同步热分析仪和XRD衍射仪等研究了墨水的紫外流变性能和稳定性,分析了前驱体的转变过程,探究了钨盐/有机物摩尔比对高温后处理产物的影响规律,最终获得了蜂窝结构的3D打印硬质合金部件。结果表明：优化的墨水配方中,当水/丙烯酸质量比为2.5、偏钨酸铵溶解度为100%以下时,TPO和PEGDA的加入量为溶剂质量的2%。在高温后处理过程中,3D打印硬质合金前驱体内的盐和有机物发生分解、还原和碳化等一系列反应。偏钨酸铵首先分解为氧化钨,再在氢气气氛下被还原为纯钨,然后与有机物分解产生的碳源依次发生碳化反应,转化为W2C和WC。当钨盐/有机物摩尔比低于0.85时,高温后处理产物为纯WC相。最终获得3D打印蜂窝结构的硬质合金,此合金结构完整、表面光滑,主要物相为WC和Co。     

钛合金精密铸造氧化钇型壳制备工艺研究

采用碳酸锆铵为粘结剂,氧化钇级配粉为耐火材料制备钛合金精密铸造面层涂料,对型壳的面层和背层进行TG-DSC热分析,以优化型壳的焙烧工艺。对焙烧后的型壳形貌进行观察,测试了型壳强度,结果表明:氧化钇型壳的常温强度和高温残余强度满足钛合金熔模精密铸造工艺对型壳材料的强度要求。     

光固化3D打印成型树脂改性与性能研究

研究了改性SiO_2含量对光固化3D打印成型树脂粘度、体积收缩率、凝胶率、抗拉强度和显微形貌的影响,分析了相应作用机理。结果表明,随着改性SiO_2含量的增加,复合光固化3D打印成型树脂的粘度呈现逐渐增加的趋势,凝胶率呈现先增加而后降低的趋势,在改性SiO_2含量为1.5%时取得凝胶率最大值;当添加不同含量改性SiO_2后,失重10%时的温度基本不变或者略有降低,而700℃时的残留量却呈现逐渐增加的趋势;在改性SiO_2的含量为1.5%和3%时,复合光固化3D打印成型树脂可以取得较高的抗拉强度,这主要与复合光固化3D打印成型树脂中SiO_2颗粒的尺寸分布均匀、分散性较好等有关。     

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     

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。     

3D打印钛及钛合金的发展现状及挑战

3D打印技术正在挑战传统制造工艺的主导地位,尤其是在以钛合金为代表的金属领域凸显出巨大潜力.本文重点介绍了当前用于钛及钛合金制造的主流打印技术的研究现状,详细分析了每种技术的基本成形机理和存在问题,指出了工艺应用挑战和如何解决这些问题的可能措施.同时,对这些技术的主要优缺点进行了比较,以便于根据实际应用需求选择最佳的3...     

医用植入物β型钛合金的力学相容性

β型钛合金具有强度高、低模量、无细胞毒性而备受关注.从医用植入物β型钛合金与人体骨骼的力学相容性角度,系统地阐述了β型钛合金的力学性能、合金化、热机械加工处理、组织和性能的关系,并结合当前国内外的研究现状,总结了医用植入物β型钛合金的发展方向.     

铸造砂型3D打印技术应用及选型分析

研究了当前铸造砂型3D打印机的应用原理、工艺流程及主要性能,并对选型参考、应用等方面进行分析。结果表明,砂型3D打印技术相比传统树脂砂铸造技术有其先进性及优势,企业用户在选择砂型3D打印设备时,需根据自身企业产品的特点综合考虑,砂型3D打印在铸造上的应用工艺已相对成熟。     

3D打印精密铸造在实践教学中的应用

3D精密铸造是先进铸造技术方法,运用了3D建模设计、3D打印、石膏型精密铸造等多种技术手段;实践教学环节结合上述技术手段,给学生提供自主创意设计与创新制作机会;结合3D精密铸造在实践教学中的应用,使学生了解先进铸造技术的同时,又培养了学生的创新思维和创新设计能力。     

3D打印方法制备钛合金及不同性能钛合金的复合化

美国ASTM标准把增材制造（AM）分为7类。日本主要研究开发其中的粉末床熔炼法（powderbedfu．sion），其热源采用电子束或激光束，分别称为电子束叠层成形法和激光叠层成形法。前者熔深大，每层厚度达100μm，可使用50～100μm粒径的粉末，而后者叠层薄，约数十微米，使用粉末的粒径较小，约为10—50μm。因此前者的成形速度快，但表面较粗糙，后者成形速度慢，但表面光洁，精度高。     

3D打印两相钛合金组织性能研究现状

3D打印成型技术由于快速性、低成本、高集成化、适用于加工复杂零件等显著优点,近几年来得到快速发展,但是目前还存在许多不足,如精度不高、材料性能不稳定等。随着3D打印两相钛合金的应用越来越广泛,国内外针对3D打印两相钛合金的研究也逐渐深入和成熟,通过指导工艺的改进方向来提高其综合性能。本研究针对3D打印中激光快速成型和电子束熔化成型两种技术的工艺进行分析,阐释不同成型工艺条件下两相钛合金宏微观组织特征、力学性能特点,得出打印成型工艺参数、热处理工艺等因素对其影响,为3D打印两相钛合金工程化应用提供借鉴。     

3D打印熔模精密铸造模样燃烧特性对比研究

对3种3D打印模样的燃烧特性进行了对比研究,从灰分残留、燃烧物形态及快速燃烧温度区间3个方面探究了SLA模制作的钛合金铸件表面掉渣缺陷多的原因。结果表明,SLA模的灰分残留多于PS粉模和PMMA粉模;SLA模燃烧后始终以固体残屑形式存在,进而导致灰分残留加剧,而PS粉模和PMMA粉模可以熔化流失,因而灰分残留较少;同时SLA模快速燃烧温度区间较宽,因而不易快速燃烧,使模壳胀裂破损风险加大。