砂型喷墨3D打印机脱气装置应用研究

铸造3D打印是利用增材制造技术,实现砂型成模。通过在喷墨3D打印机中的供墨系统增加脱气装置,研究了对系统中的墨水进行脱气处理效果。结果表明,增加脱气装置可以改善打印头喷墨质量,提高喷墨系统稳定性。     

负压对3DP砂型打印机喷墨影响的研究

采用恒定变量法,在其他喷墨参数不变的情况下,通过单一改变负压,验证负压对喷墨速度、墨滴体积、喷墨喷出率及喷墨持续性的影响,并得出以下结论:负压会直接决定墨水能否喷出,在合适的负压条件下微调负压可降低或升高打印机喷墨喷出率,并且可改变喷墨速度、墨滴体积和喷墨持续性。     

喷墨砂型3D打印机耗材分析及工艺研究

对喷墨砂型3D打印机的进口耗材和国产耗材进行研究对比,测试分析了原砂的硅含量、微观形貌、粒度分布、含水量、堆积密度、表观密度,检测了树脂及粘结剂的pH值、粘度指标,探究了进口耗材和国产耗材打印时的配比工艺及国产树脂的改性方法。结果表明,国产原砂与进口原砂的性能相近,可以直接代替进口原砂。粘度是树脂的一个重要指标,需要与打印机核心部件打印喷头相匹配,进口树脂的粘度在15 mPa·s左右,国产树脂的粘度在25 mPa·s左右,因此需对国产树脂进行改性处理才可用于打印。通过设计关于原砂种类、树脂种类、树脂配比3个因素的正交试验,制备标准8字块试样并测试抗拉强度、发气量,发现树脂的配比因素对砂型抗拉强度的影响最大,当制备的标准8字块使用加入量为2%国产的呋喃树脂和国产硅砂作为原材料的制备工艺时,砂型的抗拉强度满足使用要求。通过国产树脂进行改性试验,发现10%为最佳的改性剂加入量,此时砂型仍有足够的强度,同时达到改性的目的。     

喷墨频率对砂型3D打印结果影响的研究

以砂型3D打印中的喷墨频率为研究对象,分析和验证了喷墨频率对喷射墨滴以及砂型打印结果的影响.通过墨滴观测仪对不同喷墨频率下的墨滴状态进行了观测,并通过压力波传导理论对喷墨频率变化与喷射墨滴影响效果之间的关系进行了分析.对于砂型3D打印,喷墨频率与打印扫描速度及扫描分辨率直接相关,并进一步影响到砂型树脂加入量,通过对各变...     

砂型3D打印机混料模块下料准确性研究

混料模块是砂型3D打印机的重要组成部分,混料模块中下料称重系统的下料准确性对3D打印砂型的质量有着直接的影响.分析了下料准确性的影响因素,并对减少飞料量、改进控制方式两种提高下料准确性的方法进行了研究;实验证明通过减小飞料量并结合改进控制方式可以有效地提高混料模块下料准确性.     

铸造砂型3D打印机应用及其效率提升的研究

3D打印技术作为一种全新的成型方式,推动了传统加工制造业的革命.其中在铸造行业,应用3D打印技术成果给传统铸造带来了颠覆性的变革,其高效的成型方式使铸件制造弃繁从简,提质增效,制造过程以人为本,绿色制造,为铸造行业的转型升级提供示范作用.目前国内外3D砂型打印机的工作效率普遍较低,就如何提升砂型3D打印机效率从喷头选择...     

砂型3D打印机X轴运动机构设计

目前砂型3D打印技术主要用于结构复杂零件的一次成型,生产过程灵活,基本不受零件结构、工装夹具的限制。砂型3D打印属于喷墨3D打印,原理上采用逐层打印方式,铺粉器铺设一层粉末（加有固化剂的铸造用砂）,打印头喷射一层粘结剂（树脂）。打印头扫描方向一般定义为X轴、铺粉器铺粉方向定义为Y轴。X轴的运动机构以及打印头自身的喷墨精度对3D打印砂芯的表面质量及尺寸精度影响很大。本文从3D打印机X轴运动系统整体方案设计、零部件选型设计、X轴横梁框架有限元分析等方面进行3D打印机X轴运动机构的理论研究与分析,为3D打印机X轴运动机构的设计提供理论参考。     

铸造3D喷墨打印砂型尺寸精度测量评定方法研究

随着铸造行业的转型发展,3D打印技术已经成熟的应用于制造铸造砂型,所制作的砂型不再单单作为铸造过程中的半成品,而是可以作为产品面向各铸造厂进行销售。但是目前对于砂型的检验标准存在缺失,对于砂型质量的把控和评定缺少依据。针对铸造砂型的尺寸精度,通过设计制作测量试块,给出了一种3D喷墨打印砂型的测量方法及评定标准,填补了目前铸造行业中这一领域在标准上的空白,对推动3D打印技术在铸造行业的应用以及砂型的产品化有着重要的意义。     

3D打印耗材对树脂砂型性能影响的对比研究

研究了3D打印耗材对树脂砂型性能的影响,获得了打印耗材参数及打印参数对砂型性能的影响规律:(1)随着呋喃树脂加入量的增加,砂型的抗拉强度、抗压强度及抗弯强度均随着增加,而砂型透气性则随之降低;(2)随着砂粒直径的增加,砂型的抗拉强度、抗压强度及抗弯强度均随着增加,砂型透气性增加得十分明显;(3)随着打印层厚的增加,抗压强度、抗弯强度及抗拉强度均随之减小,而砂型透气性却随之增加。通过相同的打印参数下国产和进口耗材打印的砂型性能的对比分析发现,尽管国产耗材与进口耗材打印的砂型性能上还有一定的差距,但在满足使用要求上已经十分接近,采用国产耗材替代进口耗材是可行的。     

3D打印砂型性能各向异性研究

介绍了3D打印砂型性能的各向异性,研究了经喷墨3D打印成型的砂型X、Y、Z 3个方向性能的差异大小和影响因素:首先,将用于测试的砂型试块用喷墨3D打印机打印成型,测试试块拉伸性能,确定试块X、Y、Z 3个方向性能差异大小;其次,更改喷墨打印参数,验证各项参数对X、Y、Z 3个方向性能影响的大小;最后,确定喷墨打印砂型X、Y、Z 3个方向性能差异的具体数值并得出降低X、Y、Z 3个方向性能差异的方法。得出结论:通过调整各向打印参数寻找合适匹配关系,可有效降低砂型各向性能之间的差异,提高砂型的综合性能,以满足实际生产的需求。     

树脂渗透对砂型3D打印成型精度影响机理研究

研究了树脂渗透对砂型3D打印成型精度的影响,提出对应的理论模型,并进行实验验证.结果 表明:树脂渗透通过树脂加入量、水力半径和铺砂厚度影响砂型打印成型精度,与成型尺寸无关.随着树脂加入量的增大,树脂渗透压力增大,尺寸误差增大;固化剂含量与型砂颗粒直径的增大均会导致型砂水力直径增大,进而导致尺寸误差变大;铺砂层厚的增大导...     

基于喷墨3D打印的铸造砂型（芯）成形工艺参数应用研究

通过正交试验的方法研究了材料(旧砂比例)、工艺参数(打印层厚、X方向分辨率)对铸造型(芯)初始抗拉强度的影响规律。研究发现:增大旧砂比例砂型强度有所下降;随着打印层厚的增大,强度逐渐减小,灼减量减小;X方向分辨率与粘结剂加入量有关,随着X方向分辨率的减小,粘结剂加入量增大,强度增大,灼减量增大。另外,打印层厚对强度影响最大,X方向分辨率次之,旧砂比例最小。最终确定最佳打印参数为:旧砂比例30%、层厚0.28 mm、X方向分辨率0.09 mm,基于该参数打印的砂型(芯)能够很好地满足铸造要求。     

3D砂型打印机智能化液料配比和统计的PLC系统应用

介绍了3D砂型打印机(粉末粘接技术)智能化液料配比和统计方法。智能化液料配比系统采用工业控制器和涡轮流量计,利用ADS通讯协议构建上位机界面和PLC控制结构,通过EtherCat协议完成PLC和流量计的连接,实现数据校准、HMI显示、警告提示和信息推送。结果表明,通过对液体流量的实时监控和智能化调整,可提高砂型产品的整体质量。     

砂型3DP打印机负压自动调节系统设计

砂型3DP打印机以铸造用砂作为构建材料,与黏结剂配合使用可以打印出结构复杂、高精度的砂型产品。负压调节系统是设备重要组成部分,喷墨时能够生成稳定的负压。负压自动调节系统包括：控制器、负压发生器、负压存储罐、墨盒以及负压传感器。负压自动调节系统对压力采样信号增加了滤波功能,采用PID调节方法控制墨盒内负压,使墨盒在液位变动的情况下仍保持稳定。负压自动调节系统在打印过程中运行稳定可靠,保证了打印效果。     

铸造砂型3D打印后处理工艺对变壁厚砂型变形行为研究

近年来,基于微滴喷射原理的砂型3D打印技术取得了较快的发展,吸引了工程技术人员的广泛关注。然而,目前的砂型3D打印技术后处理工艺会造成变壁厚砂型产生变形的问题。本文采用仿真分析与实验研究相结合的方法定性分析了砂型在后处理过程中发生变形的原因,定量研究了壁厚变化和后处理温度对砂型变形行为的影响规律。研究发现,3D打印砂型后处理过程中不均匀的温度场分布造成了砂型的热应力变形,打印砂型的厚度变化越大以及后处理温度越高产生的变形量越大。针对该问题本文提出了基于辊子压实与分层加热的辅助成形装置和方法,有效消除了砂型后处理变形问题,为砂型3D打印的工程应用提供了理论指导。     

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。     

基于砂型3D打印泵体的铸造工艺研究

以泵体为研究对象,就数值模拟和砂型3D打印技术在砂型铸造中的应用进行了研究,利用Anycasting软件比较了泵体铸件侧注式、顶注式和底注式浇注方案,并确定侧注式浇注系统为最佳选择。采用3D打印技术对泵体砂型进行了制作,采用砂型铸造工艺制备出了合格铸件。结果表明,数值模拟结合砂型3D打印技术在铸造中的应用,可有效缩短零件开发周期,降低生产成本,大大提高了生产效率。     

砂型3D打印技术对刹车盘铸造工艺的优化

通过比较喷墨砂型3D打印技术铸造工艺和传统砂型铸造工艺生产风道刹车盘的不同,展示喷墨砂型3D打印技术的优点及对铸造工艺的优化。     

3DP砂型打印机一种铺砂方式的探讨

通过对砂型3DP打印机铺砂方式的研究,探索铺砂中容易出现的图形变形问题.发现更改落砂量、落砂速度以及刮板结构会影响图形变形量.通过理论研究和实验找到了不易产生图形变形的铺砂结构.     

3D打印砂型在铸造中的应用

介绍了3D打印机的工作原理及在砂型铸造中的应用,列举了3D打印技术在工程机械铸件新产品开发、汽车铸件新产品开发及航空复杂铸件上的应用,得出以下结论:(1)采用3D打印铸件砂型,浇注的铸件精度高、披缝少、易清理,新产品开发速度快,适用于新产品开发和复杂件单件小批量的生产;(2)3D打印工艺的设计更改只需要更改三维模型,因而可以快速切换、升级;(3)高端砂型依赖进口设备和原材料,3D打印成本相对较高,是传统铸造的补充,对于普通铸造无法生产的铸件砂型,可以使用3D打印来完成。