基于3D打印技术制作铸型中模样的工艺研究

摘要

3D打印技术作为一种新型的快速成形技术，它以3D数字模型为原型，通过逐层堆叠累积的方式将3D模型构建成为真实的物体，其核心思想是模型离散过程和材料堆积过程的。3D打印技术采用“增材制造”方法，有效解决了传统的制造技术中“减材制造”的资源浪费问题；铸造技术是一种古老的，成熟的制造技术。但铸型的制作受到模样的制约，导致精密铸造的发展受到限制，特别是一些曲面造型较多，且壁厚较薄的零件，模样的制作工艺复杂，加工比较费时。如果把精密铸造技术与3D打印技术相结合，利用3D打印设备打印一些传统制造无法加工的模样，或者加工较为困难的模样，精密铸造就可以快速的铸造一些尺寸精度要求较高、形状结构复杂、薄壁、无余量或者少余量的金属件。近些年，我国大力研发精密铸造技术，但大多数的铸型或者模具的制作都离不开模样，而且在很多场合依然用的是传统的木模，导致铸型的精度不高，零件的加工余量较大，成本较高，尤其是一些更新换代较快的铸件，如果利用传统的制模方式就会导致模具的设计、制造周期比较长，但如果把3D打印技术运用到模具制造中，就可以为模具快速设计、制造提供一种新的思路、新的途径。
　　本文结合实际，借助间接制模技术的工艺路线以及木模的生产工艺，利用3D打印技术制作树脂模样来代替传统的木模工艺过程进行了研究探讨。通过建立轮毂模型，打印轮毂模样，探讨利用3D打印技术打印模样的工艺过程，以及在建模过程中建模软件，建模方式的选择，模样设计时应该考虑的因素、原则；并且利用不同的软件对轮毂模样进行STL格式转换，研究了利用不同的软件进行转换时，操作方式及参数的设置原则，以及不同的处理方式对模型表面精度的影响。最后打印完成了轮毂模样。本文的研究对利用3D打印技术打印铸型中的模样有一定的参考意义。

目录

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附表索引

第1章 绪论

1.1 论文的选题背景及意义

1.2 精密铸造技术

1.3 3D打印技术

1.4 快速模具制造技术

1.5 论文的技术路线与研究内容

第2章 快速模具制造技术及模样的制作工艺研究

2.1 快速模具制造技术特点及发展趋势

2.2 模样制作工艺流程

2.3 模样制备时考虑因素

2.4 本章小结

第3章 模样设计及CAD模型建立

3.1模样的设计

3.2 设计软件介绍

3.3 绘制轮毂三维模型

3.4 利用模样模拟建立铸型

3.5 本章小结

第4章 三维模型STL数据转换

4.1 STL格式转换概述

4.2 STL文件格式

4.3 STL格式的优缺点

4.4 提高STL精度的方法

4.5 轮毂STL文件生成

4.6 本章小结

第5章 分层烧结及模样后处理

5.1 打印材料

5.2 打印模样

5.3 模样后处理

5.4 模样检测

5.5 本章小结

总结与展望

1.研究工作总结

2.本次制作模样过程中遇到的问题及相应的处理方式

3.改进和展望

参考文献

致谢

附录A攻读硕士学位期间发表的论文