摘要：针对单件批量复杂形状产品的快速制造问题,以具有典型复杂形状的离心泵叶轮为研究对象,开展了基于光固化快速成型技术的3D打印关键技术研究,研究内容主要包括:模型CAD优化设计技术、前处理技术、成形工艺参数设计、光固化原型后处理技术。该研究结果可为后续开展3D打印应用技术研究提供坚实的理论基础。

摘要：以具有典型复杂型面的离心泵叶轮为应用范例,开展了基于3D打印技术的快速精铸工艺研究。首先基于Pro/E软件建立离心泵叶轮三维模型并进行CAD优化设计,基于RPData软件对叶轮模型进行前处理,然后通过3D打印机制作叶轮树脂模型并进行后处理,最后以叶轮树脂模型作为熔模进行熔模精密铸造,最终得到离心泵叶轮精密金属零件。经测量知制得的叶轮铸件的尺寸精度可达CT4级,表面粗糙度可达Ra6.3um以下。

摘要：针对3D打印技术在熔模精密铸造行业的应用现状问题,对快速熔模精密铸造技术的工艺原理及国内发展概况进行了研究,分别重点研究了基于光固化成型技术、选择性激光烧结技术及熔融沉积成型技术的快速熔模精密铸造技术的国内研究现状,并深入剖析了这三种技术各自的优势与不足。其中,基于光固化成型技术的快速熔模精密铸造技术主要存在型壳易胀裂技术难题;基于选择性激光烧结技术的快速熔模精密铸造技术虽可有效克服型壳易胀裂技术难题,但存在原型零件强度不高、易翘曲变形等问题;而基于熔融沉积成型技术的快速熔模精密铸造技术则因原型尺寸精度较低、表面质量较差导致其实用性较低。研究结果表明,目前该三种快速铸造技术都还存在各自的技术瓶颈,这在很大程度上限制了其推广应用。

摘要：针对工业级熔融沉积3D打印机开发技术难度大、设备成本高等问题,以工业级熔融沉积3D打印设备机械结构为研究对象,开展了工业级熔融沉积3D打印机结构优化设计研究。首先分析了熔融沉积成型原理,然后研究并确定了FDM打印机主体运动机构设计方案,并初步完成了FDM打印机整体三维结构设计;在此基础上,基于ANSYS软件开展了FDM打印机X-Y轴运动机构静力学分析,验证了主体运动机构的强度及刚度满足设计要求;最后,基于ANSYS软件完成了打印机成型平台结构拓扑优化分析研究,实现了成型平台减重30.7%。对工业级熔融沉积3D打印机结构优化设计技术开展了系统研究,将为我国工业级熔融沉积3D打印技术提高作出一份贡献。

摘要：针对传统熔模精密铸造工艺中熔模制作过程复杂的问题,以某典型零件为研究对象,开展了基于选择性激光烧结技术的熔模精密铸造工艺研究。首先采用SolidWorks建立了零件的三维模型,将模型导入激光烧结设备中,调整并优化了烧结设备的工艺参数,以PS(聚苯乙烯)粉末为原材料进行了激光烧结成型,制得了零件的PS原型;然后,以该PS原型与蜡浇注系统结合后的整体模型作为熔模替代了传统压制蜡模,进行了熔模精密铸造,制得了目标零件的精密铸件;最后,测量并分析了铸件的尺寸精度和表面质量。研究结果表明:通过该快速铸造工艺制得的铸件质量较好,尺寸精度可达CT6级,表面粗糙度可达Ra6.3μm。

摘要：在分析了复杂机构重要节点位置实时高精度调节的重要性基础上,采用嵌入式控制系统方案,以STC12C5A60S2单片机为核心,研制了一套用于复杂机构节点位置实时精调的闭环伺服控制系统,基于Protel软件平台搭建了位置实时精调闭环伺服控制系统硬件电路,构建了相应的控制程序流程,开发完成了伺服控制系统核心控制PCB电路板,编写完成了相应的伺服控制系统嵌入式控制程序,并成功应用于高速压力机滑块下死点位置实时动态调节。该闭环伺服控制系统体积小,结构紧凑,易于实现复杂机构重要节点位置实时精确调节,具有很强的通用性。

摘要：针对单件小批量复杂形状零件快速制造问题,以具有复杂内部空腔结构的闭式离心泵叶轮为研究对象,开展了基于Pro CAST及3D打印技术的快速铸造技术研究。首先采用Pro/E软件建立了离心泵叶轮及其浇注系统整体数学模型,通过Pro CAST软件对该叶轮铸造工艺过程进行了数值模拟仿真,然后完成了闭式叶轮及其浇注系统整体树脂模型的3D打印,并以该树脂模型作为熔模进行了熔模精密铸造,最终制得了闭式离心泵叶轮铸件。研究结果表明,利用该快速铸造技术制得的闭式叶轮铸件的尺寸精度可达CT4级,表面粗糙度可达Ra6.3μm以下。

摘要：介绍了金属选区激光熔化成型技术的原理及研究现状,并提出了激光光路系统的优化设计方案,重点对激光器、扩束镜、扫描振镜、调焦装置和聚焦透镜等设备器件进行了原理分析和优化选型,并进行了相应光路系统的研制。对选区激光熔化成型设备的优化设计具有一定的指导意义。

摘要：针对精铸行业中复杂形状压蜡模具难以快速制造问题,以开式离心泵叶轮为应用范例,开展了基于3D打印技术的压蜡模具快速制造工艺研究。首先基于Pro/E软件依次建立了叶轮模型、创建工件、创建分型曲面、抽取模具元件并进行了优化设计,然后将该模具模型导入RPData软件进行了前处理,再导入激光快速成型机直接3D打印成形,得到了树脂模具,将该树脂模具后处理后再在其内部填充金属树脂混合物,得到了金属树脂模具,最后以该金属树脂模具进行了压蜡,即制得了离心泵叶轮蜡模。研究结果表明,该快速压蜡模具压制的叶轮蜡模的尺寸精度可达0.1 mm,表面粗糙度可达Ra6.3μm。

摘要：针对目前电动钉枪检测现状中,无法得到电动钉枪工作性能相关参数的现状,开发了一套针对电动钉枪工作性能的测试系统。通过分析电动钉枪的内部结构及工作原理,制定了电动钉枪工作性能的评价指标,并依据工作性能评价指标,进行测试系统的机械部分设计以及测控系统的开发。该系统的建立为科学合理地测试和评价电动钉枪性能提供了良好的平台,同时为后续的研究提供了科学依据。