陶瓷零件快速成型机机械装置的设计、制造及应用

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1、陶瓷零件快速成型机机械装置的设计、制造及应用摘要陶瓷材料具有耐高温、耐腐蚀、强度高、硬度大、抗氧化等优点，陶瓷材料的直接成型已经成为快速成型技术的研究热点和发展方向之一。由于陶瓷零件的快速成型技术在国内外尚处于起步阶段，现有工艺及设备大都存在造价高、材料性能要求高、制件质量差等缺点，目前仍未有专门用于陶瓷零件生产的快速成型设备。为解决以上难题，陕西科技大学提出了层合速凝成型陶瓷零件的技术，以该技术为基础，结合陶瓷材料和石蜡的特性，本课题设计出一种新的陶瓷零件快速成型装置，该装置适用于以陶瓷为成型材料，石蜡为支撑

2、及粘结材料的快速成型制造，具有很好的工业应用价值。制作陶瓷零件前，首先利用分层软件对零件的三维实体模型进行分层切片处理，得到每个层面轮廓的二维信息。该装置工作时，铺料台首先上升到一定高度，在盛料仓内分别盛入陶瓷浆料和熔融的石蜡，同时启动料仓内的搅拌装置和料斗外壳上的加热装置，以使陶瓷浆料保持均匀并防止石蜡凝固。然后在铺料台上铺一层石蜡，待石蜡凝固后，由计算机发出指令控制刻刀在石蜡板上刻出零件截面形状，并由吹风装置吹走石蜡碎屑，清空镂空部分，再铺一层陶瓷浆料，用刮板将多余的浆料刮走，镂空部分被陶瓷浆料填充。重复上

3、述步骤，逐层叠加，形成实体。最后取出实体，进行排蜡、烧结，即可得到陶瓷零件。为了实现以上工艺要求，该设备的关键技术在于蜡板的雕刻和石蜡、陶瓷浆料的铺平。蜡板的雕刻采用啄木鸟DX3017型雕刻机来完成；浆料的铺设采用步进电机带动丝杠导轨机构实现水平方向的运动，铺料平台的升降由步进电机带动滚珠丝杠导轨机构实现。盛料仓分为两部分，分别盛放石蜡和陶瓷浆料；盛料仓中装有搅拌辊，使浆料在铺料过程中被搅拌均匀，不发生沉淀；料斗外壳装有加热板，使石蜡被加热处于熔融状态；料斗侧面装有刮板，与料斗同处于被加热状态，使其在刮平过程中

4、不粘连浆料或石蜡。本课题以陶瓷零件的快速成型设备为研究对象，对其总体结构、铺料系统、传动装置、料斗及控制系统等进行了设计，并对主要零部件参数进行了计算和校验，最后对成型工艺中的误差、缺陷作了详细的分析，并提出了解决办法。关键词：快速成型，陶瓷零件，层合速凝，石蜡DESIGN，MANUFACTUREANDAPPLICATIONoFMECHANICALDEⅥCEoFRAPIDPROToTYPINGM睑CHINEFORCERAMICPARTSABSTRACTCeramicmaterialhashi曲temperatu

5、reresistance，corrosionresistance，hi曲strength，hardness，anti—oxidationetc．Thedirectmoldingofceramicmaterialshasbecomeahotresearchanddevelopmentdirectionofrapidprototypingtechnology．Becauserapidprototypingtechnologyusedinceramicpartsisstillattheinitialstageatho

6、meandabroad，existingtechnologyandequipmentmostlyhavemanydisadvantages，suchashi曲cost,hi曲performancerequirementsofmaterials，poorqualitypartsetc．Sofartherehasn’tbeenrapidprototypingequipmentdevotedtotheproductionofceramicparts．Tosolveaboveproblems，ShaanxiUniver

7、sityofScienceandTechnologyputforwardlaminatedcoalitionandrapidconcretingprototypingforceramicparts．Basedonthetechnologyandcombinedwiththecharacteristicsofceramicsandwax,anewrapidprototypingmachineforceramicpartsisdesignedinthesubject,whichisapplicabletoceram

8、icmaterialsmolding，waxasthesupportandbondingmaterialsforRapidPrototypingManufacturing，andithasverygoodvalueforindustrialapplications．ThemodelshouldbestratifiedbylayeredsoRwarebeforetheproduction