冰?？焖俪尚臀⒌螄娚潢P(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、冷凍鑄造是基于冰模的熔模鑄造，其使用冰模代替蠟?zāi)；蚓郾揭蚁┌l(fā)泡塑料模樣進(jìn)行熔模鑄造，有利于解決復(fù)雜型腔鑄造模具制造成本高、周期長(zhǎng)的問題，而且具有原材料成本低，無污染，精度高等優(yōu)點(diǎn)。目前為獲取冰模，一般需要制作硅橡膠模具，但其制作工藝復(fù)雜、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、生產(chǎn)成本高，且不適合小批量、個(gè)性化生產(chǎn)。因此為了降低制作成本和周期，將冷凍鑄造與快速成型技術(shù)結(jié)合起來，開發(fā)冰?？焖俪尚驮O(shè)備來制作冰模。微滴噴射系統(tǒng)是冰?？焖俪尚驮O(shè)備的核心，在冰模的制作過程中

2、精確提供成形材料，對(duì)成型產(chǎn)品的精度和可靠性有較大的影響。因此，本課題對(duì)微滴噴射的相關(guān)行為過程進(jìn)行研究，主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面：
　?。?）對(duì)微滴噴射過程進(jìn)行了理論分析與仿真研究。分析了典型的微滴形成過程，研究了收縮管型壓電式噴頭工作原理和波傳導(dǎo)理論，建立了微滴噴射過程的數(shù)學(xué)模型，通過流體分析軟件Fluent建立了微滴噴射仿真模型，得到了微滴噴射的完整過程，并分析了其內(nèi)部流場(chǎng)變化，研究了供料口壓強(qiáng)對(duì)噴射穩(wěn)定性的影響。
　

3、?。?）對(duì)微滴碰撞及凝固過程進(jìn)行了理論分析與仿真研究。分析了微滴碰撞及凝固過程，并利用Fluent建立了微滴碰撞及凝固仿真模型，通過仿真分析了在一定碰撞速度和低溫條件下微滴變形及凝固情況，并對(duì)不同碰撞速度下微滴變形情況進(jìn)行了仿真研究，分析了不同溫度下微滴凝固狀況。
　?。?）設(shè)計(jì)了冰?？焖俪尚臀⒌螄娚鋵?shí)驗(yàn)系統(tǒng)。根據(jù)對(duì)微滴噴射和碰撞及凝固過程研究結(jié)果，完成了冰模快速成型微滴噴射實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要包括：微滴噴射模塊、壓力供液模塊、微

4、滴觀測(cè)模塊以及微滴凝固模塊。
　?。?）利用設(shè)計(jì)的微滴噴射實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了微滴噴射及凝固實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的可靠性，并通過實(shí)驗(yàn)分析了供液口處氣壓、驅(qū)動(dòng)電壓幅值、驅(qū)動(dòng)電壓頻率對(duì)微滴噴射的影響。
　　本課題完成了微滴噴射、碰撞及凝固過程的分析與仿真研究，得到了相關(guān)過程的基本規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了微滴噴射實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)相關(guān)過程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與分析，得到了控制參數(shù)對(duì)微滴噴射及凝固的影響規(guī)律。通過上述研究為冰模快速成型系統(tǒng)