材料成型实验-四个

材料成型原理课程实验

学院：机械与汽车工学院

班级：材控

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学号:

认识激光快速成型砂型/芯设备及工作原理

实验目的以及要求：

认识3D打印技术在砂型及砂芯制备领域的应用，

目前，3D打印主要用在3个方面：大众消费（桌面级）：用于工业设计、工艺设计、珠宝、玩具、文化创意等领域。工业级又有两个方面：一是原型制造，主要用于模具、模型等行业。二是产品制造，包括大型金属结构件和小型金属零部件的直接制造。生物工程级，如打印器官、骨骼、牙齿、细胞、软组织等

3D打印不可能，至少不可能完全，取代传统制造业。传统制造业经过数千年的积累和发展，已经非常完善和成熟，无论是工艺特点，还是成本因素、材料因素，3D打印技术都是无法比拟的。3D打印技术的真正奥秘所在，不是什么都能做，而应该是传统制造业不能做或很难做的领域，利用3D打印技术可以轻松实现。

3D打印技术原理快速制造砂型的几种技术：

激光烧结SLS。用覆膜砂，逐层铺粉，用激光对粉末加以固化。

中国的无模铸型制造技术PCM。三维打印头喷射粘结剂，按照界面轮廓信息利用双喷头同时将粘结剂和催化剂喷射而出，通过两者的交联，制造的砂型涂上涂料即可浇注。

美国的基于三维打印的直接壳型铸造DSPC。选用陶瓷颗粒、硅酸盐水溶液打印壳型。浇注前需进行焙烧。Zcorp公司。三维打印制造有色合金的砂型。型壳厚度可达到12mm。ExOne公司的3DP技术ProMetalRCT。选用树脂砂作为成形材料。打印速度可达到

59400-108000cm3/h。Generis公司的GS工艺。将树脂通过多通道喷头均匀向砂床喷射，根据砂型轮廓喷射催化剂形成砂型。

了解设备的成型的原理

基于液态光敏树脂的光聚合原理工作。液态材料在一定波长和强度的紫外光照射下能迅速发生光聚合反应，分子量急剧增大，材料也就从液态转变成固态。液槽中盛满液态光固化树脂，激光束在偏转镜作用下，能在液态表面上扫描，扫描的轨迹及光线的有无均有计算机控制，光点打到的地方，液体就固化。成型开始时，工作平台在液面下一个确定的深度，聚焦后的光斑在液面上按计算机的指令逐点扫描，即逐点固化。当一层扫描完成后，未被照射的地方仍是液态树脂。然后升降台带动平台下降一层高度，已成型的层面上又布满一层树脂，刮板将粘度较大的树脂液面刮平，然后再进行下一层的扫描，新固化的一层牢固地粘在前一层上，如此重复直到整个零件制造完毕，得到一个三维实体模型。