某型号铝合金气缸盖采用传统低压铸造工艺生产时,喷油器孔附近频繁出现气孔和缩松缺陷,导致铸件出现渗漏现象。采用MAGMA铸造过程模拟仿真软件对铸造工艺进行模拟仿真优化,结合3D打印砂芯技术,通过优化铸造工艺设计、调整低压铸造曲线,消除了铸造缺陷,并提出了一种自补缩无加压低压铸造工艺,提升气缸盖铸造良品率,为气缸盖铸造工艺提供新方向。

介绍了气缸盖铸件的结构,详细阐述了3D打印气缸盖砂芯的工艺及铸造工艺:(1)将底板芯、进/排气道芯、下水套芯组合在一起,形成1个砂芯,然后将顶盖芯及原装配芯组合在一起;(2)3D打印所用芯砂性能指标为:发气量≤10 mL/g,常温抗拉强度≥1.75 MPa,常温抗弯强度≥2.75 MPa;(3)浇注温度为1440~1460℃,浇注时间16~18 s,浇注铁液质量200 kg。生产结果显示:铸件的尺寸精度达到了CT8级,铸件的力学性能也达到了设计要求,在开发成本和生产周期上都较传统方式有了很大地提高,实现了复杂铸件的快速开发。

介绍了压缩机气缸铸件的结构及技术要求,详细阐述了该铸件的生产工艺:利用3D打印无模铸造不必考虑起模性的特点,合理布局浇注系统。生产结果显示:(1)气缸铸件的浇注系统布局紧凑,位于铸件空腔内部,铸件工艺出品率可达到80%以上;(2)采用全组芯工艺,砂铁比可以控制在2.5以下;(3)砂芯数量大幅减少,降低操作人员的技能要求,铸型定位简单、精准,生产的铸件壁厚尺寸均匀、同心度高;(4)利用3D打印技术生产首件铸件,研发周期可以缩短70%以上。

介绍3D打印技术的概念、原理,归纳该技术的特点,阐述该技术在国内外的发展现状,重点对该技术在装备维修保障方面的应用进行了展望,同时指出该技术发展面临的挑战,为未来3D打印技术在装备维修保障方面的应用提供参考。

提出一种基于新型渐开线球形齿轮的蛇形机器人模型。首先介绍了蛇形机器人的结构和工作原理,分析了3D打印渐开线球形齿轮的啮合特点,对由偏摆单元以及驱动单元组成的偏摆角度及位置实时可控的单骨节进行设计分析,再对5骨节的蛇形机器人位置坐标进行分析,最后对单骨节和蛇形机器人的运动进行仿真以及单骨节实物的运动模拟和实验,结果表明设计可行有效。

直线导轨与滑块分离时,精密排列的滚珠极易脱落,安装复位困难,为此提出一套解决方案：测量直线导轨的形状尺寸并通过UG建模,再采用3D打印快速成型直线导轨样品,并应用在教学实践中,收到了较好的效果。

采用光栅三维扫描仪获取产品外观点云,利用Geomagic studio软件对点云进行取舍、拼接,然后将点云封装并转换成可以进行3D打印的小平面体文件（STL）。使用FDM桌式3D打印机将逆向数模打印成样件,结果显示样件与原产品外形具有较高的相似度。

FDM型3D打印技术是对STL格式数据模型进行切片,把可黏合的塑料耗材进行叠层堆积来打印实体模型的。FDM型三轴并联桌面3D打印机的控制器是单片机,采用步进电动机驱动同步带运行,打印喷头的轨迹行进是用滑块进行控制的,挤出机也是采用步进电动机进行驱动,辅助喷头进行打印。喷头在X、Y、Z三个坐标轴上的运动速度大于185mm/s;喷头响应速度不小于0.1 m/s,喷头加热温度可控制在190~380℃,实现数字温控。

通过实际加工分析FDM式3D打印机在打印过程中出现的底部翘曲、拉丝、出丝不畅和错位问题,寻找问题出现的原因,并提出解决方案。

在原有3D打印技术基础上,创造性地提出了＂打印一加工＂相结合的新型3D打印技术,它将很好地解决制造尺寸、制造速度、制造精度、制造成本等一系列问题。传统的送料结构仅能满足桌面级小型机的使用,因此必须研制一套与新型3D打印技术相配套的供料设备,文中参照注塑行业螺杆式挤出机的设计方法,探寻一种适用于3D打印的供料挤出螺杆设计方法,并对主要参数进行计算,为接下来总体供料设备的制造和应用奠定基础。