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快速成形技术在复杂过渡模具设计中的应用

作　者: 杜涛
导　师: 高霁
学　校: 沈阳航空工业学院
专　业: 机械设计及理论
关键词: 快速成形及制模技术粉末激光烧结烧结精度硅橡胶模具
分类号: TG76
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

快速成形技术作为诞生仅十余年的先进制造技术,目前正向快速模具制造方向迅速延伸。本论文在对快速成形技术的特点和几种典型工艺介绍的基础上,分析和探讨了快速成形技术的研究现状,存在的主要问题及发展趋势,并针对快速模具制造技术的间接法与直接法的特点、关键技术阐述了快速模具技术在21世纪的发展趋势及其应用前景。论文比较全面的分析了影响快速成形制件精度的主要因素,讨论了零件造形过程中的模型误差和分层切片误差对零件精度的影响及消除措施,并在理论上分析了成形工艺参数对制件精度的影响。通过粉末激光烧结快速成形的大量工艺实验,得出了激光功率、扫描速度、扫描间距和层厚四个主要工艺参数对制件精度的影响规律,同时优化出了一组对应的工艺参数,并对提高粉末激光烧结快速成形件平面及高度方面的精度提出了一些相应的解决方法。分析了粉末激光烧结过程中翘曲问题的产生原因,重点讨论了熔固收缩和温致收缩对翘曲的影响,并建立了两层烧结的翘曲模型,同时针对翘曲问题进行了烧结实验,得出了激光功率、层厚和预热温度对制件翘曲的关联曲线。根据实验曲线提出了翘曲的避免措施,对提高粉末激光烧结快速成形件的质量具有一定的指导和促进作用。以典型硅橡胶模具为对象,研究了快速模具设计技术的特点、实施方法和工艺过程,探讨了硅橡胶模具常见问题及质量缺陷,并提出了一些有效的解决办法。研究了采用硅胶模快速浇注树脂制品的工艺过程,对快速硅橡胶成形制品精度的影响因素进行了实验分析,提出和归纳了常见缺陷及其产生原因,进一步给出了提高树脂制品浇注质量和制备件精度的途径。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-13
  1.1 课题的提出背景  11-12
    1.1.1 模具在现代工业生产中的重要地位  11
    1.1.2 传统模具制造技术的局限性  11-12
    1.1.3 快速模具制造技术的提出  12
  1.2 课题来源与研究意义  12-13
第2章快速成形技术  13-32
  2.1 快速成形技术的原理和成形过程  13-16
    2.1.1 快速成形技术的原理  13
    2.1.2 快速成形技术的成形过程  13-16
  2.2 快速成形技术的特点及主要用途  16-20
    2.2.1 快速成形技术的特点  16-17
    2.2.2 快速成形技术的发展  17-18
    2.2.3 快速成形技术的主要用途  18-20
  2.3 快速成形技术的几种典型工艺  20-26
    2.3.1 立体光固化  20-21
    2.3.2 分层实体制造  21-23
    2.3.3 粉末激光烧结  23-25
    2.3.4 融积成形  25-26
  2.4 RP技术的研究现状、存在的主要问题及发展趋势  26-28
  2.5 基于RP技术的快速模具制造技术  28-32
    2.5.1 直接制模法  28-29
    2.5.2 间接制模法  29-30
    2.5.3 快速制模技术的发展现状及展望  30-32
第3章粉末激光烧结技术  32-38
  3.1 粉末激光烧结技术的主要特点及金属功能件的制造  32-34
    3.1.1 粉末激光烧结技术的主要特点  32
    3.1.2 粉末激光烧结金属功能件的制造  32-34
  3.2 粉末激光烧结技术的工艺过程  34-38
    3.2.1 CAD模型的建立及数据处理  34
    3.2.2 铺粉过程  34
    3.2.3 烧结过程  34-36
    3.2.4 后处理过程  36-38
第4章粉末激光烧结技术的误差分析  38-54
  4.1 设备误差  38
  4.2 零件造形对零件精度的影响及其消除方法  38-47
    4.2.1 零件造形过程中的模型误差及其消除方法  38-40
    4.2.2 零件造形过程中的分层切片误差及其消除方法  40-43
    4.2.3 成形工艺参数对制件精度的影响及消除方法  43-47
    4.2.4 烧结制件材料及特性对成形精度的影响  47
    4.2.5 成形后环境变化引起的误差  47
  4.3 粉末激光烧结技术的实验研究  47-51
    4.3.1 实验条件  47
    4.3.2 实验方法  47-48
    4.3.3 实验结果及分析  48-50
    4.3.4 工艺参数的优化  50-51
  4.4 提高制件精度的改进措施  51-53
    4.4.1 平面精度  51-52
    4.4.2 高度方向的精度  52-53
  4.5 本章小结  53-54
第5章粉末激光烧结中翘曲问题的研究  54-68
  5.1 粉末激光烧结成形件的翘曲模型  54-58
    5.1.1 熔固收缩  54-55
    5.1.2 温致收缩  55-56
    5.1.3 翘曲模型  56-58
  5.2 制件翘曲问题的实验研究  58-64
    5.2.1 实验条件  58-59
    5.2.2 实验方法  59-60
    5.2.3 实验结果及分析  60-64
  5.3 翘曲的原因及规律  64-68
    5.3.1 翘曲原因  64-65
    5.3.2 翘曲规律  65-66
    5.3.3 减小翘曲的措施  66-68
第6章基于RP的硅橡胶模具制造工艺研究  68-87
  6.1 硅橡胶模具  68-71
    6.1.1 硅橡胶材料的类型与特点  68-69
    6.1.2 硅橡胶模具的优缺点  69-71
  6.2 硅橡胶模具设计  71-76
    6.2.1 硅橡胶模具的工艺过程研究  71-73
    6.2.2 硅橡胶模具设计的关键技术  73-75
    6.2.3 硅橡胶模具常见问题及控制措施  75-76
  6.3 工艺过程对硅橡胶模具成形制品尺寸精度影响的实验分析  76-87
    6.3.1 实验材料及设备  76-78
    6.3.2 树脂制品的快速制备  78-81
    6.3.3 快速树脂浇注制品的缺陷  81-83
    6.3.4 基于RP原形的快速硅橡胶成形制品尺寸误差的影响因素分析  83-87
结论  87-89
附录I 攻读硕士期间参与课题组  89-90
参考文献  90-93
致谢  93-94
攻读硕士期间发表(含录用)的学术论文  94-95

快速成形技术在复杂过渡模具设计中的应用

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