發(fā)布時(shí)間：2020-05-23 00:12

【摘要】：熔模鑄造作為一種相對(duì)節(jié)能環(huán)保的制造方法,因制得的零件精度高、加工余量小等優(yōu)點(diǎn)得到業(yè)界普遍認(rèn)可,但相對(duì)復(fù)雜的模具設(shè)計(jì)及制作過程卻延長了研發(fā)時(shí)限。因此在保證質(zhì)量的前提下如何快速制作蠟件成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。而科技的迅猛發(fā)展使得增材制造技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并開始應(yīng)用于各領(lǐng)域。通過對(duì)現(xiàn)有快速成形方法的原理、生產(chǎn)流程的研究,發(fā)現(xiàn)采用激光燒結(jié)或光固化技術(shù),材料成本較高、制件易收縮變形;此外,生產(chǎn)時(shí)焙燒樹脂材料的操作還會(huì)引發(fā)環(huán)境污染問題;而通過熔融沉積工藝制作的模型則可用于實(shí)際的鑄造生產(chǎn)中。因此采用熔融沉積技術(shù)打印蠟件具有重要的實(shí)用價(jià)值。基于此背景,開展了以鑄造蠟為原材料的3D打印機(jī)的設(shè)計(jì)及試驗(yàn)工作。首先,根據(jù)對(duì)鑄造蠟物理化學(xué)性能的研究和分析,選擇了6108中溫蠟作為實(shí)驗(yàn)材料。在剖析擠出成型機(jī)理必要條件的同時(shí),借助差式掃描量熱儀和粘度計(jì)對(duì)蠟料的熔點(diǎn)和粘度進(jìn)行測定及分析,在理論上驗(yàn)證了鑄造蠟用于快速成型工藝的可行性;另外,前期的準(zhǔn)備試驗(yàn)也證實(shí)了鑄造蠟滿足3D打印對(duì)材料的使用要求。因此從理論和實(shí)際操作兩方面來評(píng)判,后續(xù)研究是可行的。其次,運(yùn)用TRIZ理論剖析了整機(jī)的功能需求,歸納總結(jié)出設(shè)計(jì)要點(diǎn),并據(jù)此將整個(gè)系統(tǒng)劃分成機(jī)械系統(tǒng)、供料擠出系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)四部分。之后,借助TRIZ理論中的沖突分析、物-場分析法分別對(duì)供料擠出系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)的主要矛盾進(jìn)行了分析求解,確定采用遠(yuǎn)程輸料的方式,并根據(jù)物-場分析法改進(jìn)了輸料管的固定裝置,同時(shí)依據(jù)創(chuàng)新原理將加熱部分的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)成開關(guān)與PID控制復(fù)合的方法來提高控溫精度。還利用Fluent軟件對(duì)儲(chǔ)料罐、輸料管的保溫性能分別進(jìn)行了熱分析,確定了出料管的布置位置及保溫措施的合理性。并對(duì)打印的填充方式進(jìn)行了對(duì)比,選擇了強(qiáng)度、穩(wěn)定性適中的線性填充方式,通過修改Creatbot軟件生成的程序,實(shí)現(xiàn)了G代碼的轉(zhuǎn)化。據(jù)此完成整機(jī)的試制及調(diào)試。最后,以線寬值為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)對(duì)影響蠟件成型效果的五個(gè)因素:注蠟溫度、輸料溫度、噴頭溫度、打印速度、擠出壓力進(jìn)行了綜合試驗(yàn)。單因素試驗(yàn)分析了各要素對(duì)線寬值的影響趨勢(shì),選定了各要素的三個(gè)較優(yōu)水平;而對(duì)七因素三水平正交試驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析,則確定了注蠟溫度為58℃、輸料溫度為60℃、噴頭溫度為65℃、轉(zhuǎn)速為1800mm/min,擠出壓力0.06MPa為打印工藝參數(shù)的最優(yōu)水平組合;顯著性影響因素是輸料溫度、打印速度、擠出壓力。
【學(xué)位授予單位】：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG249.5

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 梁憲濤;;3D打印噴頭的溫度分析及控制策略研究[J];黑龍江科技信息;2015年32期

2 金嘉琦;宋君峰;孫鳳;侯占山;;立體光固化成型技術(shù)的節(jié)材研究[J];機(jī)械工程師;2015年08期

3 柳建;雷爭軍;顧海清;李林岐;;3D打印行業(yè)國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀[J];制造技術(shù)與機(jī)床;2015年03期

4 于彥奇;;3D打印技術(shù)的最新發(fā)展及在鑄造中的應(yīng)用[J];鑄造設(shè)備與工藝;2014年02期

5 陳志平;;基于3D打印的直線導(dǎo)軌快速制造的應(yīng)用研究[J];機(jī)械工程師;2014年03期

6 楊世勇;徐國林;;模糊控制與PID控制的對(duì)比及其復(fù)合控制[J];自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用;2011年11期

7 胡增榮;;可切削石蠟在熔模鑄造中的應(yīng)用[J];鑄造設(shè)備與工藝;2011年02期

8 黃天佑;范琦;張立波;溫平;邵瑛;張樹藩;;中國鑄造行業(yè)節(jié)能減排政策研究[J];鑄造技術(shù);2009年03期

9 牛愛軍;黨新安;楊立軍;;快速成型技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及其研究動(dòng)向[J];熱加工工藝;2008年05期

10 史寶萍;王迎春;逯寶娣;趙曉霞;;幾種有機(jī)液體粘度與溫度關(guān)系的研究[J];太原科技大學(xué)學(xué)報(bào);2007年06期

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 王曄君;;中國制造2025三大風(fēng)口[N];北京商報(bào);2015年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 師俊;基于鋼塑界面脫粘的鋼絲纏繞增強(qiáng)塑料復(fù)合管接頭端部鼓脹失效研究[D];浙江大學(xué);2016年

2 高東強(qiáng);基于層合速凝原理的陶瓷件快速制造設(shè)備及材料成型研究[D];陜西科技大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張洋;基于FDM技術(shù)的3D打印機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)研究[D];長春工業(yè)大學(xué);2017年

2 姚琪;3D打印機(jī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路及溫控技術(shù)研究[D];蘇州大學(xué);2016年

3 黃寬;含蠟型樹脂材料面曝光快速成型技術(shù)研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2016年

4 趙立飛;開關(guān)式蠟?zāi)Ｈ廴跀D出沉積成型系統(tǒng)研究[D];華中科技大學(xué);2016年

5 李柏鴻;新型精密鑄造蠟?zāi)Ａ系难兄萍皩?duì)模料配比的優(yōu)化[D];湘潭大學(xué);2016年

6 姜焱林;熔融沉積噴射打印技術(shù)[D];上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué);2016年

7 許華麗;基于TRIZ理論的人體假肢優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];浙江理工大學(xué);2016年

8 于鴻飛;基于TRIZ理論的下肢康復(fù)機(jī)器人功能區(qū)設(shè)計(jì)研究[D];燕山大學(xué);2015年

9 楊冰倩;熔模鑄造模料配方及蠟?zāi)３尚凸に噮?shù)優(yōu)化[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

10 鄭振糧;3D打印按需滴化微噴射關(guān)鍵技術(shù)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：2676823