基于3D打印快速制造铝合金缸盖的方法

一直以来,以发动机缸盖为代表的复杂内腔铸件,短期快速制造难度很大。本文以缸盖生产为例,采用3D打印SLS蜡模技术、3DP砂模技术,融合石膏型电磁真空增压技术,进行无模快速制造。生产周期缩短到7～15个工作日,内部质量优于2级,尺寸精密CT5～CT7,表面粗糙度优于Ra5.0μm。     

基于3D打印技术的主泵试验用叶轮研制

为提高核电站主泵性能试验用缩比叶轮的制造质量,缩短制造周期,开展了利用金属3D打印技术进行试验叶轮制造的研究。基于叶轮结构和不同3D打印成形工艺的特点,选择SLM技术作为主泵试验用叶轮的3D打印方案,完成主泵试验用叶轮3D打印模型的设计及成形技术参数的设置,经过试验验证确定主泵试验叶轮的金属3D打印成形工艺,并成功打印出316L材料的主泵试验用缩比叶轮。结果表明,利用金属3D打印技术制造的叶轮,其产品质量及力学性能指标满足试验用叶轮的设计要求,有效缩短了制造周期。     

选区激光熔化成形质量研究

选区激光熔化(SLM)是3D打印技术的一种,能够直接打印出几乎任意形状的高精度金属零件,是具有巨大应用前景的金属增材制造技术之一。文章阐述了选区激光熔化(SLM)技术原理,分析了其特点,归纳总结了SLM技术成形件表面质量、尺寸精度的研究现状,并对其发展进行了展望。     

航空发动机导管弯头增减结合制造技术研究

针对典型航空发动机钛合金导管弯头零件形状复杂、薄壁、切削加工性差的问题,基于3D打印技术和数控车削技术各自优势,设计了增材制造和减材制造相结合的制造工艺流程,即钛合金导管弯头毛坯制备采用3D打印增材制造技术,解决了复杂异型结构成形难题;导管弯头精加工采用数控切削(减材)加工技术解决了加工精度问题,并优化了该零件3D打印工艺参数和数控车床工装夹具,确保了制造精度和效率,为解决航空发动机钛合金导管弯头工艺难点提供了新的技术思路。     

精密铸造陶瓷型壳DLP光固化3D打印机的研制

3D打印技术融合精密铸造已成为传统企业创新发展的新方向。研制了用于制备精密铸造陶瓷型壳的DLP光固化3D打印机,其主要结构包括DLP曝光系统、Z轴运动系统、控制系统以及成形系统。对设备的主要部分结构进行了设计,通过试验研究了相关成形参数,确定了合适的Z轴移动速度为150～300 mm/min,每层曝光时间为30～35 s,层厚为0.1 mm,最小打印尺寸为0.9 mm,可为后续制备陶瓷型壳的研究提供参考。     

金属零件3D打印技术现状及研究进展*

简述了国内外的金属零件3D打印技术的研究现状及最新进展,包括选区激光熔化(Selective Laser Melting, SLM)技术、激光近净成形(Laser Engineered Net Shaping, LENS)技术和电子束选区熔化(Electron Beam Selective Melting, EBSM)技术,并针对作者实验室的工作方向——SLM直接制造,具体分析了金属零件3D打印技术研究热点和难点以及具体应用.     

3D打印技术及设备发展现状

首先介绍了3D打印技术的原理及发展历程进行了简要概述,然后对现有的多种3D打印技术的成型方式》材料特性》适用范围进行了分析,包括熔融沉积成形(FDM)》立体光固化成形(SLA)》数字光处理成型(DLP)》分层实体制造(LOM)》电子束选区熔化(EBM)》光选区熔化(SLM)》直接金属激光烧结(DMLS)》电子束熔丝沉积成形(EBF)》石膏3D打印(PP)等多种方法,并针对3D打印设备研究现状从算法和硬件两个方面继续概述,最后,提出未来3D打印技术朝着应用领域多样化》打印设备及材料专用化》3D打印技术标准化的方向发展.     

基于3D打印的离心泵叶轮压蜡模具快速制造工艺研究

针对精铸行业中复杂形状压蜡模具难以快速制造问题,以开式离心泵叶轮为应用范例,开展了基于3D打印技术的压蜡模具快速制造工艺研究。首先基于Pro/E软件依次建立了叶轮模型、创建工件、创建分型曲面、抽取模具元件并进行了优化设计,然后将该模具模型导入RPData软件进行了前处理,再导入激光快速成型机直接3D打印成形,得到了树脂模具,将该树脂模具后处理后再在其内部填充金属树脂混合物,得到了金属树脂模具,最后以该金属树脂模具进行了压蜡,即制得了离心泵叶轮蜡模。研究结果表明,该快速压蜡模具压制的叶轮蜡模的尺寸精度可达0.1 mm,表面粗糙度可达Ra6.3μm。     

马氏体时效钢激光选区熔化成形过程介观尺度数值模拟

激光选区熔化(Selective laser melting, SLM)成形过程涉及多种发生于介观尺度下的物理现象,采用试验方法难以揭示物理现象复杂的形成规律。以18Ni-300马氏体时效钢为SLM成形材料,采用离散元法与有限体积法建立了SLM成形介观尺度热流耦合数值模型,并结合熔道成形试验验证模型的正确性。结合数值模拟揭示激光功率从60 W增加至270 W时单道SLM成形熔道形貌、熔池尺寸与温度、传热机制等熔池行为的基本特征;研究在0.2 J/mm、0.3 J/mm和0.45 J/mm线能量密度下不同激光功率和扫描速度组合对熔道形貌、熔池尺寸与传热机制的影响规律;结合熔道搭接理论模型计算激光功率180 W和扫描速度600 mm/s组合下无搭接缺陷的扫描间距理论临界条件约为83μm,并研究80μm、100μm和120μm扫描间距下多道多层SLM成形熔道搭接行为和演变规律。该模型可用于筛选工艺参数区间,提高工艺优化效率,为单层/多层成形的工艺试验提供指导。     

工艺参数对FDM成型方法圆筒制件的精度影响

熔融沉积快速成型(Fused Deposition Modeling,FDM)是基于热源融化丝状材料的3D打印技术,以圆筒制件为模型,使用FDM成型方法进行3D打印,以分层厚度、填充密度、填充速度、挤出头温度为影响因素,获得了不同工艺参数下的壁厚误差和表面粗糙度Ra值。     

海藻酸钠/明胶溶液3D低温沉积成形线材的尺寸精度

以海藻酸钠/明胶溶液为打印材料,采用3D低温沉积成形(LDM)技术在6℃成形环境下打印成线材,对比研究了挤出压力、溶液黏度和喷头速度对试验得到的和理论计算得到的挤出胀大率和挤出拉伸率的影响,确定了最佳打印参数,并探讨了在最佳打印参数下打印件的尺寸精度。结果表明:线材的挤出胀大率随溶液黏度的增加而减小,随挤出压力的增加而增大,挤出拉伸率随喷头速度的增加而增大;最佳打印参数为溶液黏度1.26Pa·s、挤出压力80kPa、喷头速度8mm·s-1,此时线材的成形效果较好,试验值和理论计算值的相对误差最小;在最佳打印参数下,基于挤出胀大率和挤出拉伸率的理论计算结果对打印件尺寸进行调整,调整后打印出的矩形件和空心圆环实际尺寸与设计尺寸的相对误差小于5%,打印精度较高。     

铸造砂型3D打印设备精度检验项目分析与研究

本文通过对铸造砂型3D打印设备(以下简称砂型3D打印机)的精度检验项目、装配工艺标准、质量内控标准等进行分类和分析,阐述了砂型件3D打印成形加工精度要求对3D打印机静态几何精度的要求,提出了稳定砂型件3D打印机几何精度的设计制造方法。本文为提高砂型3D打印机生产制造精度进而提高砂型件3D打印成形加工质量而提供有价值的参考建议。     

铝合金汽缸盖重力铸造的工序质量控制

在铝合金铸造行业中，汽车发动机铝合金汽缸盖是一种结构复杂、壁厚不均匀的铸件，铸件壁厚一般为3．0—4．5mm(最薄处只有2．5mm左右)，尺寸精度及力学性能要求高，而且不同类型的发动机缸盖结构、形状也千差万别，因此，铝缸盖的铸造工艺难度大，成品率较好水平也不过在85％左右。     

基于金属3D打印技术的发动机气门设计与制造

介绍了金属3D打印技术的分类、原理、工作流程,选用选择性激光熔化工艺设计制造了V8发动机气门零部件,阐述了整个设计制造工作流程,并对金属3D打印预处理、热等静压处理关键技术点做了详细说明。抗疲劳测试结果表明,成形的气门零部件达到预期强度。     

3D打印航空涡轴发动机附件传动机匣应用研究

结合3D打印工作原理,针对航空涡轴发动机集成化附件传动机匣存在的加工难度大、周期长等问题,提出了3D打印成形附件传动机匣毛坯的解决方法,并通过试制及试验,验证了3D打印技术在航空涡轴发动机附件传动机匣上应用的可行性。本次工程应用提前暴露了集成化附件传动机匣的设计问题,为其他航空发动机复杂零件设计提供了新的方法和思路。     

连续纤维自增强复合材料3D打印及其回收性能研究

连续纤维增强复合材料3D打印工艺的出现,为复合材料构件低成本快速制造提供了一种新方法,为了充分利用3D打印连续纤维增强热塑性复合材料成形快,易成形复杂零部件的特点,结合自增强复合材料具有良好界面结合性,可循环利用的优势,分析了自增强复合材料3D打印技术研究的发展现状,提出一种利用过冷熔体成形连续纤维自增强复合材料的3D打印方法,设计了基于过冷的自增强复合材料熔融挤出打印喷头,采用聚苯硫醚(Polyphenylene sulfid,PPS)纤维与PPS树脂作为自增强复合材料原材料,探究自增强复合材料成形打印温度窗口、复合材料力学性能、微观界面结合性,以及对连续纤维自增强复合材料完全可回收性能研究分析。     

金属粉末3D打印装备的控制系统设计

为了降低工业成本和提高零件机械性能,将金属粉末注射成形技术和快速成形技术相结合,提出了金属粉末挤出堆积快速成形工艺.研究开发了一套基于PCI总线的控制系统,硬件系统以工控机(PC机)为上位机,以ADT-8940A1四轴伺服运动控制卡为核心,伺服电机+驱动器为运动执行元件;开发了基于Visual C++开发环境的快速成形软件系统,该系统由运动测试模块、监控模块、成形模块3部分组成.通过后续成形工艺实验研究,测试了金属粉末3D打印装备控制系统的硬件和软件功能,验证了金属3D打印成形工艺的正确性以及合理性.     

激光选区熔化3D打印AlSi10Mg合金的铺粉厚度

基于铺粉厚度优选出的3个工艺参数组合,分析了工艺参数组合对激光选区熔化技术成形AlSi10Mg合金试样基本性能的影响。3个工艺参数组合成形的试样硬度均高于63HRB,上表面单位面积磨损量均低于1.5×10-5 g/(s·mm2),孔隙率在0.05%以下,抗拉强度高于440 MPa,成形的测试试样尺寸误差均在±0.1 mm以内。试样上表面的表面粗糙度Ra在4 μm以下,侧表面的表面粗糙度Ra在5 μm以下。铺粉厚度30 μm的试样表面质量最优。     

航天六院成立激光增材制造技术中心

<正>为将复杂的三维制造转化为二维制造的叠加,消除零件的空间复杂程度,解决航天液体发动机精密、复杂功能结构件的成形难题,近日,中国航天科技集团公司六院7103厂成立了激光增材制造技术(3D打印技术)中心。目前,该厂与华中科技大学联合申请的"激光快速成型技术在航天发动机成型中的推广应用"已通过审批,后续将开展各种新型号发动机普遍采用的钛合金、高温合金和高强不锈钢3种材料成型技术研究。据悉,该厂从华中科技大学定制开发的具备国内一流水平的SLM(激光     

激光选区熔化近α钛合金开裂机理及抑制研究

研究了近α钛合金激光选区熔化(SLM)成形开裂机理及抑制工艺,利用扫描电子显微镜等研究了试件裂纹形貌及其扩展方向、裂纹源等问题。研究结果表明:SLM成形过程中在试样侧壁形成凹凸不平的缺口及Ti3O、TiO、TiC等硬脆化合物;在残余应力作用下,裂纹起源于侧壁缺口,在沉积层上沿硬脆化合物扩展。当工艺参数为激光功率140W,扫描速度450mm/s,铺粉层厚0.03mm,扫描间距0.07mm,SLM成形温度350℃,保温1h缓冷至室温时,可有效抑制试件开裂。