基于SLS快速熔模精鑄的尺寸精度及傳遞規(guī)律研究.pdf

1、快速熔模精鑄(Rapid Investment Casting，RIC)技術(shù)是一種非常適合于制造復(fù)雜零件的技術(shù)，它將選擇性激光燒結(jié)(Selective Laser Sintering，SLS)技術(shù)和熔模精鑄技術(shù)結(jié)合起來，實現(xiàn)了快速成型向快速制造的轉(zhuǎn)變，有著良好的發(fā)展前景。尺寸精度是RIC技術(shù)的關(guān)鍵問題，而RIC技術(shù)流程長，尺寸在多步驟之間傳遞，影響尺寸的因素多，尺寸控制困難。進行 RIC技術(shù)的尺寸精度和尺寸傳遞規(guī)律研究，對獲得高質(zhì)量的鑄

2、件，有重要的理論意義和實際價值。
　　針對快速熔模原型尺寸精度問題，進行了不同成型方向、不同種激光功率和不同鋪粉層厚條件下的SLS燒結(jié)實驗，測量了樣件的尺寸，實驗結(jié)果表明：當尺寸與XY軸平行時，尺寸偏差為0.67％，尺寸精度較好，沒有階梯效應(yīng)；當尺寸與XY軸不平行時，隨著成型方向的增大SLS原型尺寸先增大后減小且都表現(xiàn)為正偏差，成型方向60度左右時尺寸偏差最大，階梯效應(yīng)最明顯，尺寸偏差達到1.78%?？梢钥闯?，在燒結(jié)SLS原型時應(yīng)

3、盡量保持零件重要尺寸與XY軸平行。
　　SLS熔模熔失和焙燒工藝參數(shù)對型殼尺寸精度影響很大，是 RIC技術(shù)關(guān)鍵工藝參數(shù)。在RIC熔失熔模和焙燒工藝方面，進行了4種不同熔失熔模溫度和時間條件下的熔失熔模和焙燒實驗。結(jié)果表明：熔失熔模溫度越高，模料脫出率越大，但溫度過高型殼易開裂，最佳溫度為250℃，此時的脫出率為94.28%；最佳熔失熔模時間應(yīng)為100分鐘，且升溫速率越高，型殼越不容易開裂；焙燒時，應(yīng)在400℃保溫2小時左右，待模料

4、完全分解后，再升溫至焙燒溫度800℃，防止殘余模料在型殼中發(fā)生燃燒導(dǎo)致型殼開裂。
　　在RIC尺寸傳遞規(guī)律研究方面，基于RIC技術(shù)采用不同粘接劑制造出5種不同型殼，研究RIC技術(shù)過程中CAD模型至SLS原型、SLS原型至SLS熔模、SLS熔模至鑄件的尺寸傳遞規(guī)律。實驗結(jié)果表明：CAD模型尺寸大小會影響SLS原型的尺寸精度，當CAD模型尺寸為79mm時，SLS原型的尺寸精度最高，“次級燒結(jié)”和燒結(jié)收縮達到平衡；SLS熔模不同類型的尺

5、寸精度不同，外表面尺寸表現(xiàn)為正偏差，而內(nèi)表面尺寸表現(xiàn)為負偏差；不同型殼的尺寸精度差別并不顯著，尺寸精度均在1.58%左右；受到型殼阻力的影響，鑄件內(nèi)表面尺寸的收縮率為0.62%，明顯小于外表面尺寸。
　　通過從成型方向?qū)LS原型尺寸精度影響、快速熔模精鑄熔失SLS熔模工藝、快速熔模精鑄尺寸傳遞規(guī)律等方面的研究，優(yōu)化了RIC工藝，獲得了RIC工藝參數(shù)對尺寸精度的影響，得出了不同類型的尺寸在RIC技術(shù)各步驟之間的傳遞規(guī)律，可以用于控