多材料砂型增材制造一体化共面铺砂工艺研究

目的针对复杂薄壁铸件高性能制造难题,本研究提出多材料砂型增材制造一体化共面铺砂工艺,实现多材料砂型的整体成形。方法基于多材料砂型增材制造振动铺砂装置,通过优化固化剂含量、铺砂器开口宽度和振动频率,实现两种型砂材料的定量落砂。通过显微镜扫描表征和图像处理,系统地研究了在不同铺砂速度下的铺砂质量和型砂层厚变化规律。结果在一定范围内,固化剂含量的增大会减小落砂流量,铺砂器开口宽度与振动频率的增加均提高落砂流量,当硅砂固化剂含量为2.3wt.‰、铬铁矿砂固化剂含量为2wt.‰、铺砂器开口宽度为2mm、振动频率为500Hz时,两种型砂落砂流量相等;在此基础上,铺砂速度提高会增加模糊长度,降低铺砂界面连接处和铺砂末端粗糙度。当铺砂速度为53.92mm/s时,实现0.6mm层厚的多材料稳定持续铺砂,界面连接效果好、铺砂精度高。结论本研究突破多材料砂型增材制造一体化共面铺砂工艺,实现多材料砂型多区域定量均匀铺砂。

基于机器视觉的纱线非接触张力控制方法与试验验证

为避免传统接触式测量方法导致检测设备与纱线直接接触带来的摩擦损耗,提出了纱线张力非接触式测量方法,设计了基于机器视觉的纱线张力非接触测量系统。使用双目相机检测纱线末端的消耗速度,调控纱线另一端的主动式携纱器的收放速度,使纱线平稳运行,维持纱线张力稳定。研究表明,所设计基于机器视觉的纱线张力非接触式测量系统较常规接触式张力控制方法,控制纱线张力变化幅度降低到25%左右,具有较高的精度和可靠性,能实现三维编织纱线张力的主动控制,具有较强的应用潜力。