杨世洲[1]2003年在《RPM与精铸成形工艺相结合实现金属功能样件的快速设计及制造的研究》文中研究表明在当今激烈竞争的市场中，要使产品又快又好又省地生产出来，其关键就在于是否拥有先进的制造技术。快速原型技术就是适应这种市场需求而发展起来的一种高新技术。但比较成熟的快速原型几乎都是塑料、蜡料或其他无机非金属材料，然而在很多场合都要求使用金属材料的功能样件，因此其适用范围受到很大限制。如何将这些快速原型转化成金属功能样件(特别是金属工模具这种重要的工艺装备)就成为影响这种高新技术应用的关键。本文正是根据这种科学技术及社会市场需求，重点对SLA快速原型、SLS快速原型作为精密铸造模样来制造金属功能样件进行了深入的研究。 本文的作者使用MDT R5.0及SOLIDWORKS 2000两种叁维造型软件完成了叁维模型的建模工作，并对两种软件在微机里的建模精度、及输出STL格式文件的模型精度进行了详细的讨论。对几种广泛使用的快速原型系统进行了阐述，并分析了它们制作的原型特点。结合SLA、SLS两种快速原型系统所制作的原型作为精密铸造的模样来制造金属功能样件所遇到的问题进行了大量的实验(包括原型的残余灰分测量、原型与粘接剂接触角的测量、原型的涂覆性实验及原型烧失后的铸型粉末发气性测量)，说明这两种系统制作的树脂、塑料或蜡料原型在通过陶瓷型铸造工艺或熔模铸造工艺直接制造金属功能样件时，都存在着一定的问题。例如，SLA系统制作的丙烯酸环氧树脂原型存在焙烧过程中膨胀系数大于铸型的膨胀系数，若不采取一定的工艺措施，往往会使铸型开裂，而无法浇注金属液；SLS系统制作的原型表面粗糙，因此在使用前，应对原型进行后处理(浸树脂液，并固化，或浸液体蜡料，最后打磨表面);SLS原型在通过精密铸造工艺制造金属功能样件的过程中，应向浆料或涂料中加入润湿剂，改善原型的表面润湿状况;在焙烧时应倒置焙烧，使热塑性的原型尽量流出铸型，减少原型烧失后的残余灰分对金属功能样件的影响;并且有些SLS原型(例如改性ABS塑料原型、HIPS树脂原型)的热膨胀系数比熔模铸造型壳的大，因此在焙烧过程中若不采取一定的工艺措施往往会造成型壳开裂，甚至无法浇注金属液。最后对SLA丙烯酸环氧树脂原型、SLS改性ABS塑料原型、SLS蜡料原型在采取一定工艺措施的情况下通过精密铸造工艺(磷酸盐浆料自硬铸型工艺或熔模铸造工艺)成功地制造出了金属功能样件。
马洪斌[2]2002年在《木材SLS加工机理和木制品RPM制造理论研究》文中认为在我国木制品快速原型的选择性制造已完成实验室实验，开始走向工业化试验阶段。由于木制品快速原型的选择性制造可以加工出各种形状的木材和人造板产品，因此，木制品快速原型的选择性制造在我国将有广泛的推广和应用前景。木制品快速原型的选择性制造的加工参数完全可以适应家具及其木制品加工上的需要。但国内外木制品快速原型的选择性制造加工参数的理论分析方法的研究到目前为止还处于起步阶段，在理论上对木制品快速原型的选择性制造加工性能的认识还处于实验室实验阶段，特别是还未见有定性和定量试验参数的测定。本论文在木制品快速原型的选择性制造实验测试的基础上以大量实验数据为依据，从实验结果验证木制品快速原型的选择性制造加工的基本理论，并找出主要加工工艺参数对加工效果的影响关系。丰富了木制品快速原型的选择性制造在木制品加工领域的应用。本文的研究目的正是要探讨木制品RPM制造理论及木材SLS加工机理。 本论文得到黑龙江省自然科学基金项目“木材激光加工及木制品快速原型＼零件制造技术研究”资助。
左红艳[3]2006年在《薄材迭层快速成型件精度影响因素及应用研究》文中进行了进一步梳理快速成型技术是20世纪80年代发展起来的先进制造技术之一,快速成型技术的最大优点是能够快速制造任意复杂的叁维几何实体。 本论文的主要研究内容是:第一,对影响薄材迭层快速成型(LOM)件精度的因素进行了研究,并成型出符合精度要求的12°四孔氧枪喷头原型。第二,应用LOM技术,结合精密铸造技术,设计出了整体精铸12°四孔氧枪喷头铜件的特殊工艺。 研究表明,影响LOM工艺成型精度的因素主要有:(1)数据处理的过程中产生的误差。针对数据处理的过程中产生的误差,本文认为采用在CAD系统内进行直接分层(Direct slicing)的方法是最好的解决方式。(2)分层产生的台阶误差。为了减小台阶现象对原型精度和表面质量的影响,并且针对LOM的工艺特点,本文认为可以采用减小层厚和控制激光头的切割方向的方法来减小台阶误差。(3)LOM成型中粘胶厚度场对精度的影响。影响粘胶形变的主要因素是粘胶压应力(s)、胶温(θ)、粘胶的流变性能(η、K_η)和纸的渗透性(A),可以采用以下方法,使胶厚分布比均匀,如将长热压辊分成几段、调节热压辊与胶纸的接触弧长、和选用流动活化能较小的粘胶的方法。(4)LOM成型过程中的热、湿变形。翘曲变形的主要原因是在层的迭加方向上温度分布不均匀,两层之间产生的不一致的热变形。通过对内部的温度和热应力的变化分析得出,收缩热应力与材料层的性质、工艺参数、和粘胶的粘性有关。为了减小LOM制件的热湿变形和开裂,可以采用以下措施,如采用新材料和新涂胶方法、优化组合工艺参数方法、改进后处理方法和反变形修正的方法。 本文根据影响LOM成型精度影响因素分析,采取优化工艺参数的方法,成型出了符合精度要求的12°四孔氧枪喷头原型。然后利用12°四孔氧枪喷头原型,研究12°四孔氧枪喷头的快速制模工艺。 由于12°四孔氧枪喷头四个喷管是独立分开的,四个喷管与底座之间所形成的孔洞,使整体精铸12°四孔氧枪喷头工艺的难度加大。针对12°四孔氧枪喷头的结构特点,制定了整体精铸12°四孔氧枪喷头的特殊工艺,工艺路线是:原型-蜡模成型模-蜡模-精密铸造-金属件,其中的关键工艺是制作蜡模成型模,关键技术是对蜡模实行分体压制再组合的方式。
邹国林[4]2002年在《熔融沉积制造精度及快速模具制造技术的研究》文中研究说明现代社会市场竞争日趋激烈，新产品的“上市时间”已成为取胜的关键，因此，要求设计者及制造者尽量缩短产品的开发、制造周期，以适应批量小、品种多、改型快的现代制造模式。快速成型技术(RPM)与快速模具制造技术(RT)能分别用来快速制造具有复杂形状的原型及具有高尺寸精度和低表面粗糙度的各类工模具，因而利用这两种技术能实现快速产品开发的目的。 熔融沉积制造技术(FDM)在零件原型快速制造上已获得成功的应用。基于FDM快速制造模具——生成注塑模或EDM电极时，原型的尺寸、几何精度和表面粗糙度对于最终产品的质量起着决定性的作用，因而必须研究FDM工艺的精度。 本论文首先从粘性和弹性两个方面阐述和研究了熔融态ABS熔体从喷头挤出过程中的流变性能，流变性能的分析和研究不仅有助于更好地理解FDM工艺的挤出丝过程，而且为建立理想轮廓线的补偿模型提供了理论依据。 在对FDM工艺精度进行系统分析的基础上，提出了精度研究的具体内容，即成型过程中的材料收缩及其补偿、由喷头导致的理想轮廓线的补偿和FDM工艺参数的优化。 首先通过理论和实验研究了成型过程中ABS树脂材料收缩对零件尺寸精度的影响，以及收缩的控制与补偿方法。 根据ABS丝从喷头挤出过程中的流变性能，在研究FDM工艺喷头挤出丝截面形状的基础上，建立了理想轮廓线的补偿模型，并提出了根据挤出丝实际宽度(而非喷嘴孔直径)和零件尺寸实际收缩量补偿零件内、外轮廓的新方法，验证试验结果表明该补偿模型和补偿方法正确可行。 针对FDM快速成型工艺，确定出影响原型件质量的主要工艺参数，通过正交试验，对加工出的27个标准测试件的各种特征进行测量与数据处理，研究了FDM工艺参数对原型件质量的影响规律，进而优化FDM工艺参数，并形成了一套完整的基于参数优化设置的FDM成型工艺规程。 继FDM工艺精度研究后，开展了快速模具制造技术的研究，建立了基于FDM原型快速制造电加工电极的工艺。该工艺将脉冲电铸和电弧喷涂紫铜背衬相结合，获得了结晶致密的电极工作层和结合强度高、导电与导热性良好的电极背衬层，得到的电极达到了常规机加工紫铜电极的电加工性能。同时，该工艺有效地缩短和降低了模具制造周期和成本。 最后，针对目前国内市场应用较普遍的分层实体制造(LOM)快速成型设备，提出了基于特殊涂料喷涂法的LOM纸质原型封闭处理新技术，通过快速化学镀铜解决了LOM纸质原型导电化的难题，建立了基于LOM纸质原型快速制造电加工电极的工艺。该工艺不仅减少了工序，还避免了因翻制过渡模型带来的转换误差，将脉冲电铸和电弧 摘要喷涂紫铜背村相结合制造电极，能保证电极的电加工性能，可以实现高效率、高精度和低成本的快速模具制造。
崔波, 刘青社, 崔世强[5]2000年在《快速成形制造技术的发展与应用》文中研究表明快速成形制造(RPM)是21世纪的重要先进制造技术。本文论述该技术在国内外的发展情况和应用领域。
娄建新[6]2006年在《基于电弧喷涂方法的汽车模具快速制造技术》文中指出模具工业是技术附加值最高的行业之一,模具工业具有巨大的市场前景。汽车工业是应用模具最多的行业之一,新车型的开发速度往往受到模具加工周期的限制。为了加强产品在市场上的竞争力,客观上要求缩短模具的开发周期、降低模具的制造成本。因此,研究开发钢基冲压模具的快速制作技术方法是材料成型与加工领域的一个重要课题。 本文研究了电弧喷涂与快速原形技术结合快速制造钢基冲压模具的工艺方法。通过分析制模工艺所涉及的一些技术问题,制定了相应的解决对策。通过对模具的计算机辅助设计,纸基凸模的制作,硅橡胶凹模的制作,陶瓷型凸模制作以及电弧喷涂钢基型腔等快速制作钢基模具的具体工艺步骤进行了多次的试验研究,确定了电弧喷涂快速制作钢基模具的优化工艺参数。 本文通过选用多种氧化物制作陶瓷型的对比实验,筛选出粒度为325目的Al_2O_3粉作为陶瓷型的制作原材料。不同硅溶胶/Al_2O_3粉比例混合试验和陶瓷型烧结工艺研究优化了陶瓷型制作的原料配方和烧结工艺。通过冷冻实验,分析了硅溶胶对陶瓷型表而质量的影响,解决了陶瓷型表面缺陷的问题。烧结实验验证了硅溶胶在陶瓷型中的粘结作用。选用3Cr13马氏体不锈钢作为模具的型腔材料在强度、硬度和耐磨性等方面都能满足模具工作条件的需要。试验证明了应用电弧喷涂与快速原形技术相结合的方法制造钢基模具的合理性,说明该工艺是实现快速、低成本制造钢基模具的可行选择方法。
罗新华, 花国然[7]1998年在《快速原型制造技术的应用及进展》文中进行了进一步梳理介绍了国外快速原型制造(RPM)技术的应用情况与进展,以及国内快速原型制造技术的研究和应用现状。
徐俭[8]2003年在《快速成型技术的应用研究》文中提出本文首先介绍了快速成型技术的国内外发展现状、快速成型技术的成型方式、成型特点和应用状况，指出立体光固化(SLA)、选择性激光烧结(SLS)、分层实体制造(LOM)、熔积成型(FDM)是目前使用的几种主要成型方式，并对它们的成型原理进行了简要介绍。研究了快速成型技术在新产品开发、铸造技术和模具制造方面的应用。快速成型技术改变了传统的产品开发模式，可以为设计者提供产品样件，缩短设计周期，加快新产品的开发进度，为决策者提供直观性；快速成型技术迅速提供砂型铸造、熔模铸造、实型铸造用的各种模样，包括树脂模、层压模、熔模和消失模等，还可采用直接制壳铸造法直接制造熔模铸造用的压型、金属型、压铸型、注塑模，甚至直接制造小批量铸件，介绍了熔积成型技术在石膏型精密铸造上的应用和基于选择性激光烧结技术的快速铸造技术，快速成型技术与铸造工艺的有机结合，开创了快速制造金属零件的新阶段，对用高新技术改造传统的铸造工业，使其面貌焕然一新，增强铸造行业的竞争能力；快速成型技术为母模的制造提供了一条快速、经济、可行的技术途径，讨论了利用快速成型技术制造模具的一般工艺方法，探讨了将快速成型技术与金属电弧喷镀技术结合起来快速制造金属模具问题，以及快速成型技术与精密铸造技术相结合的模具制造工艺，基于快速成型制造的快速模具技术，集成了快速成型制造高新技术和传统技术，发挥各自优势，已成为产品快速更新换代和新产品开发及中、小批量生产的有效手段之一。预测了快速成型技术的发展趋势，指出随着技术的不断进步和工业的发展，快速成型技术将发挥越来越重要的作用。
石亚军[9]2009年在《电弧喷涂制模过程中陶瓷母模及整体模具设计》文中进行了进一步梳理如今模具市场的竞争日益激烈,工业产品越来越向多品种、小批量、高质量、低成本的方向发展,产品的更新换代越来越快,对模具的需求量也越来越大。电弧喷涂制造钢基模具的工艺设计贯穿于课题的始终,为模具设计和制造提供新的依据。传统冲压件模具存在周期长、信息共享程度低、依靠经验设计、难以优化和生产成本高等问题。本文在探索电弧喷涂与快速原形技术结合设计/制造钢基模具理论和实现方法的基础上,重点研究了中间模—陶瓷母模翻制的关键技术。评述了国内外快速制模工艺设计的现状及其发展趋势。分析了制模工艺所涉及的一些技术问题,并制定了相应的解决对策。通过计算机辅助设计CAD及CAM绘制模具叁维模型,设计凸凹模尺寸,再根据具体数模制作RP纸型,及硅橡胶模的翻制,最后在陶瓷型模上进行电弧喷涂钢形成钢基型腔。本文通过用不同粒度的Al_2O_3粉末制作模块进行对比实验,筛选出粒度为47μm的Al_2O_3粉末作为陶瓷型的制作原材料。通过模块浸硅溶胶与否和对陶瓷型块在不同温度下烧结所进行强度和收缩性实验,从而优化了陶瓷型制作的原料配方和烧结工艺。通过冷冻实验,分析了硅溶胶对陶瓷型表面质量的影响,解决了陶瓷型表面缺陷的问题。通过喷涂脱离试验确定了表面添加Al_2O_3粉末与SiO_2粉末的最佳比例。选用4Cr13、80号钢等材料作为模具的型腔材料在强度、硬度和耐磨性等方面都能满足模具工作条件的需要。当喷涂表面温度控制在260摄氏度左右时应力最小、收缩变形最小。根据以上实验成功喷出了凸模,在此基础上制做了凸模压边圈、凹模、模板、固件装置、推件装置等。进行压力计算确定压力中心、选择模架、压力机。本课题的的应用证明了电弧喷涂与快速原形技术相结合的方法制造钢基模具的合理性,说明该工艺是实现快速、低成本制造钢基模具的可行方法。
刘炳军[10]2008年在《FGH95镍基合金粉末直接激光金属烧结试验及性能分析》文中提出直接激光金属烧结技术基于选择性激光烧结快速成形工艺机制,采用粉末逐点熔化的扫描方式,对金属粉末材料进行直接激光烧结成形制备金属零件。本文基于直接激光金属烧结成形技术,以FGH95镍基高温合金粉末为研究对象,进行了直接激光金属烧结的试验研究,并重点分析工艺参数对烧结件性能的影响,所完成的主要工作如下:(1)进行了FGH95粉末材料的激光直接烧结试验,获得了该材料激光直接烧结的典型工艺参数为激光功率800W～900W、扫描速度1.0m/min～1.2m/min。在此参数下,烧结件宏观表面质量较好且烧结试件致密,微观组织以等轴晶和胞状枝晶为主。(2)烧结件的拉伸强度最高可达700Mpa以上,接近该材料的粉末冶金件强度。拉伸断口呈现韧窝状,为塑性断裂。拉伸强度随激光功率增大而逐渐增大;扫描速度对拉伸强度的影响不明显,当扫描速度为1.0 m/min时,拉伸强度接近720Mpa。(3)烧结件的微观显微硬度随激光功率和扫描速度的不同分布在400～600 HV之间,制件各处显微硬度呈现不均匀的分布。当激光功率为1100W时平均显微硬度出现极大值592HV。(4)分析了烧结成形过程中缺陷如球化、裂纹、孔洞等产生的原因及防止措施。
参考文献：
[1]. RPM与精铸成形工艺相结合实现金属功能样件的快速设计及制造的研究[D]. 杨世洲. 四川大学. 2003
[2]. 木材SLS加工机理和木制品RPM制造理论研究[D]. 马洪斌. 东北林业大学. 2002
[3]. 薄材迭层快速成型件精度影响因素及应用研究[D]. 左红艳. 昆明理工大学. 2006
[4]. 熔融沉积制造精度及快速模具制造技术的研究[D]. 邹国林. 大连理工大学. 2002
[5]. 快速成形制造技术的发展与应用[J]. 崔波, 刘青社, 崔世强. 河北工业科技. 2000
[6]. 基于电弧喷涂方法的汽车模具快速制造技术[D]. 娄建新. 沈阳工业大学. 2006
[7]. 快速原型制造技术的应用及进展[J]. 罗新华, 花国然. 机械制造. 1998
[8]. 快速成型技术的应用研究[D]. 徐俭. 大连理工大学. 2003
[9]. 电弧喷涂制模过程中陶瓷母模及整体模具设计[D]. 石亚军. 沈阳工业大学. 2009
[10]. FGH95镍基合金粉末直接激光金属烧结试验及性能分析[D]. 刘炳军. 南京航空航天大学. 2008
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