凝胶注模涡轮叶片陶瓷铸型的数值模拟

摘要

在基于光固化成形技术的空心涡轮叶片一体化陶瓷铸型制造方法中,凝胶注模技术是关键环节,而陶瓷浆料的多相流特性对其充型性的影响一直是研究难题。以叶片的冲击孔和排气边结构作为充型模拟研究对象,采用Fluent软件模拟了多因素(浇注位置、浇注速度和陶瓷浆料粘度)对陶瓷浆料充型特征的影响规律。结果表明:浆料浇注位置和浇注速度对冲击孔的充型质量影响显著,而浆料的流动性影响较小;排气边结构受浇注位置、浇注速度和浆料粘度的影响均较大。在保证浆料具有良好流动性前提下,浇注位置应在远离排气边的型壳部位,采用较高的注模速度(取20cm/s),以保证叶片铸型模具细小结构的陶瓷浆料充型质量。