分段注射/雕刻快速原型制造工艺(Decomposed Injection Sculpturing, DIS)是一种离散/堆积成形方法与数控切削加工复合的新工艺。该工艺同时具有离散/堆积成形的柔性和机械加工的高精度。本文就DIS工艺平台控制系统、材料工艺性能和注射工艺模拟与优化等方面展开了深入实验研究。全文主要研究内容概括如下:首先从分段注射/雕刻快速成形工艺的需求出发,阐述了DIS实验平台的总体结构和传动原理,并在此基础上,从DIS实验平台控制系统的PID调节等方面阐述了DIS实验平台控制系统的研究基础和开发方案;并对选用的TH可切削蜡及THW-51S水溶蜡相关的加工成型特性进行了分析,为后续DIS实验平台的软硬件开发及工艺实验奠定了基础。其次,根据分段注射/雕刻快速成形工艺中注射与雕刻相互交替进行的特点,本文以“通用PC+PMAC”为硬件平台,开发运动控制与过程参数控制系统。其中以通用PC作为上位机完成控制系统中的非实时任务,采用运动控制器PMAC作为下位机完成实时的控制任务。对运动控制器、伺服单元以及液压控制单元的工作原理作了详尽的分析,通过实验获得合理的参数设置,并对整个系统进行了调试,实现了DIS实验平台的控制功能。再次,对所选择的零件材料(可切削蜡)与支撑材料(水溶蜡)的工艺性能进行实验研究与分析。主要包括机床切削参数、刀具选择对水溶蜡成形表面粗糙度的影响;注射参数对可切削蜡翘曲变形的影响。最后,利用MPI (Moldflow Plastics Insight) CAE软件对零件的注射成型过程进行模拟分析,预测缺陷的位置和程度,确定合理的工艺参数。综合考虑模拟优化结果及材料工艺性能实验分析结论的基础上对整个工艺进行实例验证。