增材制造技术在消失模模样制造中的应用初探

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mylocoy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
消失模铸造能成型复杂的高精密铸件,同时不需要分型面、砂芯、拔模斜度等,能够简化铸件生产工序从而降低生产成本、提高劳动生产率等,且生产过程可以做到无污染,符合当下绿色铸造的发展方向。但是消失模铸造泡沫模样的制备过程繁杂,需要经过预发泡、熟化处理等步骤,存在制造工序多、工艺过程长的局限性。针对不同的铸件,在生产过程中需要设计不同的模具,造成制造周期过长、生产成本高、模具费用大且存放空间多等问题。针对上述传统消失模铸造泡沫模样的生产加工问题,本课题选用熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling,以下简称FDM)技术,对传统的消失模铸造中泡沫模样的制造方式进行新尝试,提出消失模泡沫模样的快速制造方法,最终通过浇注实验验证该工艺的可行性。首先,FDM是目前应用成本最低的快速制造技术之一,但FDM技术成型件在尺寸精度、表面粗糙度和机械性能等方面较差,本文针对制约试样质量的主要影响因素进行了研究。结果表明:在PLA丝材190℃~210℃的打印温度范围内,选用打印温度为210℃时试样成型完整,表面光滑、无缺陷;对试样表面粗糙度影响最大的因素是分层层厚和打印成型角度,当分层层厚为0.1mm时试样表面粗糙度最小,当成型角度为20°或30°时表面粗糙度最大,填充率对于表面粗糙度无明显的影响;对尺寸精度影响最大的因素是分层层厚,其次是填充率,最小的是打印速度,但打印速度会影响试样件的成型完整性;FDM打印试样的表面硬度在60HD~80HD范围内,最大的影响因素是顶部/底部厚度,且随顶部/底部厚度的增大而增大。其次,本文研究了壁厚、填充率、顶部/底部厚度等参数对打印试样力学性能的影响,研究结果表明:填充率在0%~4%时,试样压缩强度随壁厚的增大而增大,在25%~50%时,填充率对试样压缩性能影响最大;对于试样的拉伸性能影响最大的因素为顶部/底部厚度,其次是壁厚。最后,将FDM打印的模具应用于消失模浇注,验证了该工艺在消失模铸造的可行性。根据铸件的实际浇注结果如浇不足、表面碳化等现象,分析了造成这些问题的原因,并提出了一些具体的改进方案,如使用传统的泡沫材料替代PLA材料的浇注系统、铸件直浇道末端进行开孔方式、改用顶注式浇注系统等,为后续的研究提供了参考建议。
其他文献
材料加工过程中物体表面的三维信息能为材料的成形性能评估、成形质量控制和成形工艺的改进等提供强有效的数据支持。面结构光三维测量法由于具备测量分辨率高、速度快、精度高等优势而被广泛应用于三维测量领域。其中多帧面结构光三维测量法在测量时采取多帧投影,其应用范围有限,难以实现动态场景的快速测量。为了实现复杂物体的快速高精度三维测量,本文研究一种基于数字散斑投影的单帧面结构光三维测量方法。该方法采取单帧投影
PTCR是一种阻值随温度升高而陡峭升高的热敏电阻。其在工业应用中主要表现为电阻-温度特性、电流-时间特性、电压-电流三大特性。本课题在以上三大特性的基础上设计一套PTCR表面温度测试仪。为了能够设计出一套便捷、有效的PTCR表面温度自动测试仪,本课题将分别从系统软件控制、硬件电路两部分进行研究设计。软件控制部分主要包含上位机程序与下位机程序两个模块。上位机程序是基于Qt5开发的,主要包含系统初始化
学位
学位
学位
学位
学位
学位
学位
学位