无模铸型制造工艺和设备的研究与开发

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该文首次对无模铸型制造技术(PCM 工艺)的物理、信息和控制流程进行了全面深入的系统研究,包括造型材料、设备开发、流体喷射、信息处理、造型工艺实验、铸型后处理工艺、浇注工艺和浇注试验等诸多方面.以提高造型精度为目的,深入研究PCM工艺中流体的渗透、固化规律和凝聚单元体的尺寸形态.通过实验证明,影响单元体强度的最重要因素是粘接剂的加入量和型砂的孔隙率.应用渗流理论对PCM工艺中的渗流问题进行定性研究,建立了渗流问题的物理模型和基本方程,并给出了求解方法,为今后更深入的研究工作奠定了理论基础.分析指出,粘接剂的渗透形式是决定单元体固化形态的最主要因素,而影响单元体尺寸的最主要因素是扫描速度和喷头流量.在此基础上,提出上述参数最优值的确定方法.该文首次对PCM后处理工艺、浇注工艺和浇注实验进行系统研究.在多次浇注实验的基础上,首次实现了PCM工艺从信息处理、铸型制造到铸件浇注的全过程,并且浇注出具有一定复杂程度、表面质量和精度的合格铸件.
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