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铸造 2019年第12期68卷 1394-1398页

作者：邢金龙张宏凯张茜宁夏共享化工有限公司

开发了一种3d喷墨打印铸造砂型(芯)用双组分热硬化无机粉末粘结剂材料,探究了组分A的粘度及表面张力对喷墨状态的影响,同时探究了该双组分热硬化无机粉末粘结剂材料在打印生产过程中的砂型强度、发气量、打印头的损伤情况以及VOC排放量... 详细信息

开发了一种3d喷墨打印铸造砂型(芯)用双组分热硬化无机粉末粘结剂材料,探究了组分A的粘度及表面张力对喷墨状态的影响,同时探究了该双组分热硬化无机粉末粘结剂材料在打印生产过程中的砂型强度、发气量、打印头的损伤情况以及VOC排放量控制等方面的表现。结果表明,该材料打印生产的砂型强度满足要求,发气量较低,打印生产时VOC排放量低,对打印头的损伤较小。

关键词： 3d喷墨打印无机粉末粘结剂双组分热硬化铸造砂型(芯)

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3d喷墨打印用光固化型电子浆料的制备与研发

3D喷墨打印用光固化型电子浆料的制备与研发

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作者：俞海燕浙江工业大学

学位级别：硕士

三维喷墨打印技术是增材制造技术的一个细分技术领域,因其具有灵活性好、目标性强、多材质一体式制造等优势而相对于其他增材制造方法更具活性。但因材料研发不成熟及设备造价昂贵等问题,限制其主要应用在生物医疗方面(如牙科、器官打印... 详细信息

三维喷墨打印技术是增材制造技术的一个细分技术领域,因其具有灵活性好、目标性强、多材质一体式制造等优势而相对于其他增材制造方法更具活性。但因材料研发不成熟及设备造价昂贵等问题,限制其主要应用在生物医疗方面(如牙科、器官打印)。该技术面临的难题还很多,本课题主要针对适用于该技术的光固化型电子浆料的研发,做了以下三方面的研究,取得了一些进展:在不除氧、无气氛保护的条件下对环氧树脂进行丙烯酸化改性,直接合成了可光-热双重固化的环氧丙烯酸树脂,用红外光谱对合成树脂进行表征,证明得到了环氧丙烯酸酯。研究了丙烯酸用量、反应温度等因素对树脂涂膜柔韧性、抗冲击性、耐试剂性等物理性能的影响,发现丙烯酸和环氧基的摩尔比例及反应温度对树脂的性能有很大的影响,说明控制丙烯酸用量及反应温度的重要性。用红外光谱表征树脂在各个固化条件下的涂膜,结果证明对于所合成树脂用光固化辅以热固化的固化方式可以缩短固化时间并提高固化深度。结果表明,合理控制丙烯酸与环氧基的摩尔比例和反应温度,对树脂的固化性能及树脂固化膜的物理性能有较大的提高,尤其体现在树脂的硬度和柔韧性上,主要是由于丙烯酸用量及反应温度的差异会导致所得树脂的结构变化。将制得的光-热双重固化树脂和磁粉进行混合,制备不同配方的导磁浆料,研究了不同稀释剂剂量、不同触变剂剂量、磁粉添加量对浆料流变性、稳定性及光固化性能的影响规律,以及对固化薄膜的硬度和附着力的影响。结果表明,树脂:PGMEA的比例为1:2.5时,浆料粘度符合要求,性能最佳。在浆料触变性方面,对触变剂进行活化预分散,触变效果更加明显,对磁粉的承载作用更好,最佳用量为1%(wt)。磁粉固含量一直被提升到65%(wt),浆料的粘度仍符合打印要求,浆料固化膜的性能保持稳定,磁粉含量继续增加,固化膜性能将大幅下降。用阿基米德排水法和永磁特性测量仪测量了浆料固化件的密度和磁性能。结果表明,磁粉含量控制在合理的范围内有助于保证固化件的密实度。用不同性质的表面改性剂对磁粉进行了表面改性,再用所得改性磁粉进行磁性浆料的配制,用旋转流变仪分析浆料粘度和磁粉在浆料中分散效果,用扫描电镜分析浆料固化件中磁粉分散效果及磁粉和树脂的结合效果。结果表明,合理的表面改性剂选择,对磁粉在浆料中的分散效果、浆料的粘度及树脂固化膜密实度都有较大的提升,因每种改性剂对性能提升存在片面性,表面改性剂进行配合使用效果更佳。

关键词： 3d喷墨打印紫外光-热双重固化环氧丙烯酸树脂磁性浆料表面改性流变性紫外光固化性能浆料稳定性

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复杂异形件砂型3d喷墨打印与快速铸造工艺研究

复杂异形件砂型3D喷墨打印与快速铸造工艺研究

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作者：晋宙哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

单件小批量复杂异形零件在传统砂型铸造过程中,存在模具成本高、造型困难、零件生产周期长、生产效率低等问题,这些瓶颈问题一直困扰着企业的生产。而3d喷墨打印砂型快速铸造作为当前新兴的砂型铸造工艺,无需开模具,直接打印铸件砂型后... 详细信息

单件小批量复杂异形零件在传统砂型铸造过程中,存在模具成本高、造型困难、零件生产周期长、生产效率低等问题,这些瓶颈问题一直困扰着企业的生产。而3d喷墨打印砂型快速铸造作为当前新兴的砂型铸造工艺,无需开模具,直接打印铸件砂型后浇注,具有快速、低成本、柔性制造的特点,在制造形状复杂、定制化零件方面具有显著优势及广阔的应用前景。本文采用3d喷墨打印技术制造砂型,研究了三种不同原砂、喷墨打印工艺参数、热处理温度对砂型性能的影响规律。针对复杂异形件的铸造工艺,采用Pro Cast仿真软件对比分析了两种浇注方案,并根据模拟结果对浇注方案进行优化,最后对复杂异形件一型多件快速铸造生产工艺进行实际生产验证,并对制造的铸件进行了表征。根据三种不同原砂对打印砂型性能的影响结果分析得出,原砂的形貌和粒径对砂型的强度、尺寸精度影响较大,微观形貌为椭球形的沈铸所石英砂打印的砂型强度高,发气量低,但是在打印过程中易出现推砂现象,相比于采用德国Strobel和东阳矿业的石英砂打印的砂型,砂型打印纹路明显,尺寸精度较差。而德国Strobel生产的石英砂价格昂贵,从打印质量和制造成本方面考虑本文采用东阳矿业的石英砂打印砂型。获得了铺砂厚度、脉冲电压、硼酸添加量工艺参数对砂型性能的影响规律。研究结果表明砂型性能随着铺砂厚度的增加,砂型的发气量和密度下降,砂型的强度先上升后下降,当铺砂厚度为0.28 mm时,砂型尺寸精度最好;随着脉冲电压的增加,砂型的强度、发气量和密度增加,脉冲电压在90 V～105 V范围内,砂型的尺寸精度均较优;随着硼酸添加量的增加,砂型的强度下降,密度和发气量升高,尺寸精度无明显变化。并根据实验结果针对单一打印灰铸铁砂型、单一打印镁合金砂型、同时打印灰铸铁和镁合金砂型不同打印情形下分别制定了不同打印参数,有效提高了拥有灰铸铁砂型和镁合金砂型两种生产任务企业排产的灵活性,并提高了大型3d喷墨设备平台空间利用率。探究了60℃、120℃和180℃热处理温度对砂型性能和复杂油路管砂型尺寸精度的影响规律,结果表明热处理温度为60℃时,砂型强度提高,适用于灰铸铁砂型热处理。当热处理温度为120℃时,砂型发气量下降明显,适用于镁合金砂型热处理,对于复杂油路管砂型在120℃下出现变形可采取添加支撑的方式解决。利用Pro Cast模拟软件,对比分析了底注式浇注方案和中注式浇注方案对铸件性能的影响,结果显示底注式浇注方案充型更加平稳,缩松缩孔体积较小。并且根据模拟结果对底注式浇注方案进行优化后,缩松缩孔体积从从原来2.73 cm下降到0.18 cm,铸件最大应力从260 MPa下降到160 MPa。铸件最大变形量从0.46 mm下降到0.37 mm。经过对浇注的试样和铸件检测,结果表明铸件表面质量、力学性能、金相组织、尺寸精度均符合企业要求,且对模拟结果中出现缩孔缺陷的铸件A进行了X射线检测,铸件内部未发现孔洞缺陷。

关键词： 3d喷墨打印工艺参数快速铸造数值模拟

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一步法制备银打印墨水中颗粒形貌对导电性能的影响

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功能材料 2017年第10期48卷 10192-10197页

作者：蔡雯君张哲娟胡强才滨孙卓华东师范大学物理与材料科学学院纳光电集成与先进装备教育部工程研究中心上海200062

引入了一种操作简便的制备高固含量银纳米墨水的方法,以月桂酸作为保护剂,水合肼作为还原剂,一步发制备出粒径均匀,尺寸为20nm,且固含量可达14%的银导电墨水。分别探究了硝酸银用量,水合肼含量等因素对产物形貌和固含量的影响。采用冷... 详细信息

引入了一种操作简便的制备高固含量银纳米墨水的方法,以月桂酸作为保护剂,水合肼作为还原剂,一步发制备出粒径均匀,尺寸为20nm,且固含量可达14%的银导电墨水。分别探究了硝酸银用量,水合肼含量等因素对产物形貌和固含量的影响。采用冷场发射扫描电子显微镜和紫外可见分光光度计对产物的形貌和尺寸分布进行了测试。最后,银墨水经小于200℃的低温烧结后,获得电阻最低为17mΩ/的银薄膜层,为纳米银墨水在柔性电路中的应用奠定了基础。

关键词：纳米银颗粒银墨水 3d喷墨打印

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新型柴油机气缸盖快速铸造工艺研究

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铸造 2022年第8期71卷 1036-1039页

作者：谢永泽阮麒麟谢宗华汤宏群广西玉柴机器股份有限公司广西玉林537005 广西大学资源环境与材料学院广西南宁530004

针对新型气缸盖短周期开发需求,结合某气缸盖的结构特点,采用外形砂型精密加工形技术结合砂芯喷墨打印制备铸型,1箱1件,人工组芯造型,侧浇底注成形铸件。生产验证结果表明,该方案设计合理,产品合格率高,与传统方法比较,铸造周期从75天... 详细信息

针对新型气缸盖短周期开发需求,结合某气缸盖的结构特点,采用外形砂型精密加工形技术结合砂芯喷墨打印制备铸型,1箱1件,人工组芯造型,侧浇底注成形铸件。生产验证结果表明,该方案设计合理,产品合格率高,与传统方法比较,铸造周期从75天左右缩短至10~30天。

关键词：快速铸造气缸盖 3d喷墨打印 HT250

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汽车发动机零件的快速铸造工艺研究

汽车发动机零件的快速铸造工艺研究

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作者：杨永泉哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

汽车发动机铸件在使用传统开模具方式进行新产品试制开发阶段,存在试制周期长、模具费用高、柔性差等缺点。近些年随着3d打印等无模制造技术快速发展,多种3d打印工艺技术和数字化无模铸型数控加工技术都可以不用模具而直接制造出铸造所... 详细信息

汽车发动机铸件在使用传统开模具方式进行新产品试制开发阶段,存在试制周期长、模具费用高、柔性差等缺点。近些年随着3d打印等无模制造技术快速发展,多种3d打印工艺技术和数字化无模铸型数控加工技术都可以不用模具而直接制造出铸造所需的砂模、蜡模等,并且工艺越来越成熟。通过使用3d打印或数字化无模铸型数控加工制造砂模或蜡模等方法,节约了大量模具设计和模具制造的时间,使铸件新产品的开发试制周期大大缩短,而且节省了大量模具费用。此工艺在铸件新产品开发试制中具有广阔的应用前景。本文的目的,对数字化无模铸型数控加工技术和3d打印技术在汽车铸件开发中的应用进行研究分析。针对本公司在汽车发动机零件快速试制开发方面的需求,结合本公司产品及工艺装备,对快速砂型铸造工艺和快速精密铸造工艺进行研究,应用于汽车发动机缸体缸盖等复杂铸件及链条室罩盖、机油盘等薄壁壳体铸件的快速试制开发中。本文对激光选区烧结覆膜砂工艺进行了研究,分析了激光功率、预热温度和扫描速度对烧结砂型件初始强度的影响,获得最优的激光烧结覆膜砂工艺。对激光选区烧结PS粉末工艺进行了研究,分析了激光功率和扫描速度对烧结深度的影响,并结合分析结果对不同工艺参数组合对PS试样的尺寸精度影响进行对比分析,获得了最优的加工工艺。对激光选区烧结、数字化无模铸型数控加工、3d喷墨打印3种工艺制造的砂型性能等方面进行检测及对比分析,总结出3种工艺砂型的特点及优劣势。对发动机铝合金缸盖、铝合金链条室罩盖、铸铁缸体分别进行快速铸造工艺分析及设计优化,并利用快速砂型铸造和快速精密铸造工艺完成3种铸件的浇注,获得合格样件。

关键词：激光选区烧结数字化无模铸型 3d喷墨打印砂型铸造精密铸造发动机零件

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