本文针对国内外现有的轮毂生产制造工艺或多或少都存在着研发周期长、生产成本高、机加工繁琐、造型结构受限等问题,以有限元数值模拟软件为工具,提出了3D打印白模配合石膏型熔模铸造工艺,通过轮毂的设计、浇注系统的计算、不同方案的模拟分析、正交试验参数优化、3D打印白模、铸件的浇注与性能检验等一系列工艺方案的研究,拟探索出一条较为适合单套或者小批量个性化轮毂定制的生产途径,丰富了生产工艺方式,提高了经济效益和市场竞争力。主要研究内容如下:(1)采用三维造型软件绘制出轮毂的三维造型图,围绕轮毂尺寸结构特征,进行轮毂石膏铸型的工艺设计,确定了铸件的收缩率、铸造斜度、铸造圆角、加工余量等工艺参数,对浇注系统和冒口进行设计和理论计算,提出了底注式、侧边式与顶注式三种浇注方案。(2)基于有限元数值模拟软件,通过对三种不同浇注方案的充型过程、凝固过程和概率缺陷进行对比分析,结果表明:底注式浇注方案的轮盘处出现了较大的缩松缩孔缺陷,对应的轮轴孔位置无法保证其力学性能;侧边式浇注方案较底注式方案相比,轮盘处出现缩松缩孔缺陷体积较小,但是铸件整体力学性能同样无法保证;顶注式浇注方案完成了对铸件集渣补缩效应,铸件理论上无明显缺陷,确定该方案为实际生产的浇注方案。(3)设计3因素3水平正交试验,对顶注式浇注方案的浇注温度、预热温度、浇注速度三个因素进行优化,通过极差分析表明:浇注温度对铸件缺陷的影响最大,预热温度次之,浇注速度最小。最终确定出最优的生产工艺参数:浇注温度为735℃,预热温度为270℃,浇注速度为15 cm/s。(4)利用3D打印技术获得轮毂白膜原型,通过对白膜进行45℃二次低温浸蜡、石膏灌浆和焙烧等工序制备石膏型壳,在真空度小于0.02MPa的条件下进行浇注并切割多余的浇注系统。通过对轮毂铸件进行性能检测,其中X光检测显示轮毂内部无明显针孔、缩松与缩孔、裂纹、条状分叉等缺陷,力学性能检测得出试样抗拉强度为255MPa,屈服强度为235MPa,伸长率为8%,满足规定的性能指标要求,验证了3D打印白模配合石膏型熔模铸造技术来制备轮毂工艺的可行性。