快速成型技术是20世纪80年代发展起来的先进制造技术之一,快速成型技术的最大优点是能够快速制造任意复杂的三维几何实体。 本论文的主要研究内容是:第一,对影响薄材叠层快速成型(LOM)件精度的因素进行了研究,并成型出符合精度要求的12°四孔氧枪喷头原型。第二,应用LOM技术,结合精密铸造技术,设计出了整体精铸12°四孔氧枪喷头铜件的特殊工艺。 研究表明,影响LOM工艺成型精度的因素主要有:(1)数据处理的过程中产生的误差。针对数据处理的过程中产生的误差,本文认为采用在CAD系统内进行直接分层(Direct slicing)的方法是最好的解决方式。(2)分层产生的台阶误差。为了减小台阶现象对原型精度和表面质量的影响,并且针对LOM的工艺特点,本文认为可以采用减小层厚和控制激光头的切割方向的方法来减小台阶误差。(3)LOM成型中粘胶厚度场对精度的影响。影响粘胶形变的主要因素是粘胶压应力(s)、胶温(θ)、粘胶的流变性能(η、K_η)和纸的渗透性(A),可以采用以下方法,使胶厚分布比均匀,如将长热压辊分成几段、调节热压辊与胶纸的接触弧长、和选用流动活化能较小的粘胶的方法。(4)LOM成型过程中的热、湿变形。翘曲变形的主要原因是在层的叠加方向上温度分布不均匀,两层之间产生的不一致的热变形。通过对内部的温度和热应力的变化分析得出,收缩热应力与材料层的性质、工艺参数、和粘胶的粘性有关。为了减小LOM制件的热湿变形和开裂,可以采用以下措施,如采用新材料和新涂胶方法、优化组合工艺参数方法、改进后处理方法和反变形修正的方法。 本文根据影响LOM成型精度影响因素分析,采取优化工艺参数的方法,成型出了符合精度要求的12°四孔氧枪喷头原型。然后利用12°四孔氧枪喷头原型,研究12°四孔氧枪喷头的快速制模工艺。 由于12°四孔氧枪喷头四个喷管是独立分开的,四个喷管与底座之间所形成的孔洞,使整体精铸12°四孔氧枪喷头工艺的难度加大。针对12°四孔氧枪喷头的结构特点,制定了整体精铸12°四孔氧枪喷头的特殊工艺,工艺路线是:原型-蜡模成型模-蜡模-精密铸造-金属件,其中的关键工艺是制作蜡模成型模,关键技术是对蜡模实行分体压制再组合的方式。