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复杂薄壁构件石膏型真空增压生产中的3D打印蜡模技术|拉斯维加斯3499网址

2021-01-13 15:28:02

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拉斯维加斯3499网址:3D打印机增材生产蜡模技术和石膏型真空涡轮技术互为融合是“3D打印机”+“传统生产”解决问题高端简单薄壁构件的一种新的生产手段。使用蜡粉3D打印机的蜡模具有熔点较低、膨胀小、表面光洁、变形量小等特点,解决问题了长期以来3D打印机的PS粉模熔点低、膨胀大、放气量大等导致的脱模不几乎、模壳裂开和环保问题。

石膏型真空涡轮技术具备复模性出色、热导率较低、型腔表面光洁、构件尺寸准确、表面质量好、压力补缩。利用3D打印机蜡模强劲的脱模性、石膏型真空涡轮技术的出色复模性和成形的优点,尤其适合于尺寸准确、表面光洁、内部质量拒绝低的中小薄壁简单重合金构件的仪器成型。本文通过讲解一些典型简单薄壁构件案例,更进一步展出3D打印机增材生产蜡模技术和石膏型真空涡轮技术互为融合的优势。

一、意义迄今为止,简单薄壁构件大多使用诸如车削、铸、切削和焊等方法生产。近年来高速工件及电解加工技术在简单薄壁零件加工中也获得了相当大的进展。

然而简单薄壁构件由于结构复杂,零件刚性较好,强度很弱,在车削或切削、焊加工过程中更容易再次发生加工变形,使零件的形位误差减小,加工质量无法符合要求。特别是在是铝合金简单薄壁构件的加工仍然是个难题。

使用传统铸工艺来生产简单薄壁零件艰难很多,目前国内外广泛使用金属模具压型取得零件的蜡模,然后通过仪器铸生产简单薄壁零件,这种方法不存在制模周期长、成本便宜等问题。美国太克公司生产的波音767飞机上的燃油增压泵壳体。其外形和结构都非常复杂,用A356铝合金焊成形,重6.3kg。

该铸件模组由22个蜡模分别压制后再行组合成四个人组蜡模,然后把这四个人组蜡模装配成增压泵壳体整体蜡模,用石膏混合浆料灌入成石膏型,在真空下浇成铸件。又如航空电子仪器设备的壳体和机架,为确保电路系统工作平稳,期望将屏蔽室、印刷电路导板、风扇系统一次铸出,构成整体的机壳铝铸件。

同时为了提升风扇效率和强化结构刚性,在铸件表面上铸出大量施明德厚的散热片和凸块等,还可铸造夹层结构。美国波音公司研制生产的反舰导弹巡航导弹AGM-89B,该导弹弹体80%用于了铸件,整个弹体用9个大型整体铸件替换44个铝仪器模锻——机加工——焊而出的组合件。我国目前生产简单薄壁铸件的主要方法是再行生产金属型模具再行融合高压铸、差压铸、真空吸铸及调压铸等工艺生产出有简单薄壁金属件,这种方式工艺开发周期宽、出品亲率和成本亲率很低,费用低。采作较慢熔模技术(3D打印机增材生产蜡模和石膏型真空涡轮互为融合的技术)可以彻底解决问题我国在简单薄壁铸件生产中不存在的问题,提升简单薄壁铸件的质量,延长研发生产周期,减少其生产和研制成本。

相对于PS粉模铸,蜡粉模铸更为环保,基本不产生危害气体,蜡料可以重复使用利用,并且对于有简单内腔的铸件熔模铸造更加有优势。国外有关用作选择性激光工件成形(SLS)用的蜡粉材料的研究很少有文献报导。目前,国内SLS制作熔模铸造“蜡模”的材料主要是聚苯乙烯(PS)粉,该粉末工件变形小、成型性能优良、成型精度高且尺寸稳定性强劲。

但PS基“蜡模”脱除艰难且不易产生痰壳现象,在一般的蒸汽脱蜡过程中不能干去很少一部分,其它部分只有在高温提纯过程才能几乎脱除,而这部分将全部转化成为气体废气到空气中,对环境导致相当大的污染,以后必定不会被环保材料所替换。如使用蜡粉作为SLS材料,具备灰分较少、不易脱蜡、铸工艺与传统工艺更加相似且无污染等特点。石膏型真空涡轮精铸技术复模性出色、热导率较低、型腔表面光洁、构件尺寸准确、表面质量好。

利用了石膏型的出色复模性和真空涡轮成形的优点,尤其适合于尺寸准确、表面光洁、内部质量拒绝低的中小薄壁简单重合金构件的仪器成型,其大于壁薄可约0.8~1.5mm(局部0.5mm),尺寸精度能约CT4~5级,薄壁件X光投影超过1级。石膏型真空涡轮精铸技术不仅可以大幅提高薄壁简单重合金构件生产的成品率、内部质量及外部质量。

3D打印机增材生产蜡模技术和石膏型真空涡轮技术互为融合,使用蜡粉展开3D打印机制作蜡模再行通过石膏型真空涡轮展开简单薄壁构件较慢生产意义十分根本性。二、最重要技术(1)3D打印机增材生产蜡模技术设备自由选择:使用选择性激光工件SLS设备HLP-800(由北京北方恒利科技发展有限公司研发),如图1右图,仅次于成型尺寸(800mm*600mm*500mm),搭配蜡粉成型工艺模块。其原理是将材料粉末砖淋在已成型零件的上表面并风吹追,高强度的CO2激光束在计算机的掌控下,按照横截面轮廓的信息,对制件实心部分所在的粉末展开工件。

一层已完成后,工作台上升一个层薄,再行展开下一层的铺粉工件。如此循环,最后构成三维产品。

材料自由选择:3D打印机专用蜡粉(由北京北方恒利科技发展有限公司研发),熔点71℃,平均值粒径:56.3μm。3D打印机工艺:扫瞄速度1600/mm·s-1,激光功率9-16W,铺份厚度0.1mm。(2)石膏型真空涡轮技术设备自由选择:石膏型制壳和提纯生产线和电磁真空涡轮焊系统(由北京北方恒利科技发展有限公司研发)如图2右图。

石膏型制壳和提纯生产过程:将蜡粉3D打印机蜡模展开组树后,在真空下展开石膏灌入制型,灌制石膏潮湿后展开提纯脱模,几乎脱模和除水的石膏保温等候焊。电磁真空涡轮焊系统:在电磁力起到下将金属液驱动转入型腔,充型稳定、压力继续执行精确、具备铸工艺继续执行非常简单,工艺重复性好。该系统具备以下优点:①金属液传输稳定,防止由湍流而引发的水解和吸气,同时金属液经过磁场起到细化晶粒,对提高铸件的的组织、性能有大力的起到;②流量及冷却规范可准确、倒数掌控,反应很快精确,可严格执行铸工艺;③炉体内不特压缩空气,并可在维护气氛下工作,从而增加了气体渗入,增加气孔的构成。

保温炉容量350Kg;仅次于充型压力0.05Mpa;充型及保压时间范围300秒;电脑原作工艺曲线为“压力-时间”曲线;流量0-3.0Kg/s(单泵),0-6.0Kg/s(双泵)倒数固定式;真空度10Pa;涡轮压力0.8Mpa。(3)数字化铸工艺设计及仿真技术使用铸工艺设计及仿真CASTsoftCAE/CAD技术,是集铸件重量、体积、模数、铸过程建模、铸缺失预测及结果显示为一体,构建对铸件中的充型流态、凝结过程、温度场仿真、缺index3499拉斯维加斯失预测、加热速度分析、形变分析,从而对铸过程中所牵涉到浇口、冒口、冷铁、铸型厚度、冒口套等工艺参数和工艺方案作出评价。在模具生产和实际焊前获得合理工艺,增加中举焊和改动模具次数,超过延长开发周期和降低成本的起到。

通过工艺设计及仿真技术对石膏型真空稳定充型掌控、石膏型涡轮凝结掌控、石膏型真空涡轮精铸工艺设计与优化,解决问题产生充型平稳性、倒入严重不足、冻于隔年、缩孔、缩松等缺失,为分析研究电流与磁力给定、构件逆横截面冷却速度、焊时间等关系提供数据反对,更进一步优化倒入冒系统、涡轮压力曲线、凝结顺序、初始温度等最重要工艺参数。三、生产流程图铸件石膏型真空涡轮熔模仪器铸将意欲3为技术路线展开铸生产。

四、主要生产过程1.结构分析针对薄壁简单某铝合金壳体研发必须,使用3D打印机增材生产打印机蜡模再行展开石膏型真空涡轮熔模仪器铸构建较慢无模具生产。某铝合金壳体外形尺寸565×467×435(mm),铸件壁薄不均匀分布,仅次于壁薄45mm,大于壁薄在2mm左右,铸件材料ZL101A合金,铸件中内孔必须加装轴承,铸件要忍受一定的压力;因此对铸件的气密性有一定的拒绝,铸件结构合乎铸过程的顺序凝结原则。通过结构和质量拒绝分析,使用石膏型真空涡轮熔模仪器铸方法,底部开办内浇口使充型过程稳定,增加水解夹渣,因应多浇口和冒口压力补缩工艺,通过焊速度、模壳温度、下部冻铁来调整凝结顺序,点冒口和保温棉工艺,确保铸件质量。

缸体外形和内部结构如图4。2.3D蜡模打印机和尺寸仪器掌控将设计好的三维铸型,通过前处理软件和系统控制软件,对铸件展开分层切片、STL文件错误修缮、比例图形、实体拆分/人组,承托填加、尺寸测量;STL、SSL、CLI图形文件图形文件读取、STL图形表明、等间隔分层切片、自适应分层切片、扫瞄轨迹优化及掌控代码生成,加工时间预测等;可与工业CT扫瞄设备模块,对扫瞄数据文件(CLI)加工成型。扫瞄控制代码读取、加工参数设置、加工过程加压温度曲线设置、加工过程激光功率曲线设置,免除承托加压等候温度/时间原作。

根据某铝合金壳体结构特点和蜡粉材料特性,3D打印机成型主要参数设置如下:a、打印机分层厚度:0.【拉斯维加斯3499网址】。

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