大型薄壁壳体件无模铸造技术研究 被引量：19

1

作者 刘丰 单忠德 +2 位作者 李柳 王超义 王金刚 《铸造技术》 CAS 北大核心 2013年第10期1324-1326,共3页

将铸造数值模拟技术和数字化无模铸造精密成形技术结合起来,进行机身铸件的快速制造。通过机身铸造过程工艺模拟,分析了铁液充型和凝固过程,防止在铸造过程中发生浇不足、冷隔、缩松、缩孔等铸造缺陷。采用数字化无模铸造精密成形技术,... 将铸造数值模拟技术和数字化无模铸造精密成形技术结合起来,进行机身铸件的快速制造。通过机身铸造过程工艺模拟,分析了铁液充型和凝固过程,防止在铸造过程中发生浇不足、冷隔、缩松、缩孔等铸造缺陷。采用数字化无模铸造精密成形技术,进行了砂型在三维CAD模型驱动下的直接切削加工成形,实现了铸型加工的快速化和精确化。通过铸造模拟和铸型加工技术的联合应用,成功开发出装订机机身铸件,实现了三维CAD/CAE/CAM的集成应用,以及数字化设计、数值模拟、数字化加工的无缝连接。为大型、复杂铸件的快速开发提供了一种新的制造方法。 展开更多

关键词 无模铸造 快速制造 铸型加工 铸造模拟

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碳纤维表面改性与结构重建技术的研究进展 被引量：4

2

作者 任明伟 刘莲英 +3 位作者 范广宏 陈蕴博 高克玮 周永松 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期40-43,48,共5页

未处理的碳纤维表面光滑,具有较强的化学惰性和非极性,与树脂基体间的界面粘结性较差,碳纤维表面的微观形貌结构及化学组成决定了复合材料的性能。对碳纤维表面进行改性,改变碳纤维表面活性及形貌,提高与树脂材料的浸润性,提高界面结合... 未处理的碳纤维表面光滑,具有较强的化学惰性和非极性,与树脂基体间的界面粘结性较差,碳纤维表面的微观形貌结构及化学组成决定了复合材料的性能。对碳纤维表面进行改性,改变碳纤维表面活性及形貌,提高与树脂材料的浸润性,提高界面结合作用,方可将载荷有效地传递给碳纤维,充分发挥碳纤维高强度、高模量等优异性能。介绍了近年国内外碳纤维表面化学组成(引入官能团、接枝分子链等)、微观形貌结构重建改性的研究状况,特别是碳纤维表面构建有机、无机、有机-无机复合微纳米颗粒改性研究的进展,并分析了碳纤维表面改性与结构重建技术研究和应用中存在的一些问题。 展开更多

关键词 碳纤维 表面改性 微纳米颗粒 表面结构重建

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Ti2AlNb合金高温拉伸性能研究及本构方程的建立 被引量：5

3

作者 张臣 齐飞 +3 位作者 李永兵 周英丽 周永松 吴锋 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期212-217,共6页

通过高温拉伸试验研究了Ti2AlNb合金在温度为900~1000℃、应变速率为0.0001~0.01 s^（-1）下变形温度及应变速率对材料伸长率和抗拉强度的影响,并基于试验结果研究了材料应变速率敏感性指数随温度及应变速率的变化趋势。结果表明：Ti2A... 通过高温拉伸试验研究了Ti2AlNb合金在温度为900~1000℃、应变速率为0.0001~0.01 s^（-1）下变形温度及应变速率对材料伸长率和抗拉强度的影响,并基于试验结果研究了材料应变速率敏感性指数随温度及应变速率的变化趋势。结果表明：Ti2AlNb合金应变速率敏感性指数随温度及应变速率的变化呈先升高后下降的趋势,在温度为975℃、应变速率为0.0005 s^（-1）条件下达到峰值,随后快速下降。通过扩展Rossard提出的粘塑性关系式,修正了基于Backoften方程所建立的应力-应变本构关系式,建立了材料在不同温度下的热变形本构方程。试验结果与模型计算结果基本吻合,可用于表征Ti2AlNb合金在高温下的热变形行为。 展开更多

关键词 Ti2AlNb合金 本构方程 流变应力 伸长率

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机器人手臂数字化制造技术研究 被引量：2

4

作者 刘丰 单忠德 +2 位作者 李柳 王金刚 王超义 《铸造技术》 CAS 北大核心 2014年第5期1092-1094,共3页

为了实现机器人手臂的快速制造,介绍了一种机器人手臂的数字化制造方法。与基于二维图纸和铸造经验的传统铸造不同,机器人手臂的数字化制造全流程都是在三维CAD模型的驱动下,实现了铸造工艺模拟优化以及铸型的无模数字化切削加工制造。... 为了实现机器人手臂的快速制造,介绍了一种机器人手臂的数字化制造方法。与基于二维图纸和铸造经验的传统铸造不同,机器人手臂的数字化制造全流程都是在三维CAD模型的驱动下,实现了铸造工艺模拟优化以及铸型的无模数字化切削加工制造。与传统铸造相比,将基于经验的定性铸造工艺变为基于数值模拟的定量铸造工艺,将基于模具的有模铸造变为基于铸型数控加工的无模铸造,时间更短,成本更低。 展开更多

关键词 铸造模拟 无模铸造 铸型切削 机器人

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大型桁架式钢板自动分拣机器人设计研究 被引量：3

5

作者 吴双峰 庄圆 +2 位作者 李周 姬海翔 纪翀 《制造业自动化》 2016年第8期111-114,共4页

针对钢板不同规格、任意排布角度的自动分拣、码放的需求,阐述了一款大型桁架式钢板自动分拣机器人的机械设计方案,并对机器人整机进行了有限元分析。分析结果表明,机器人Y梁变形过大,需进行修正。采用负重加工的方式对变形进行预补偿,... 针对钢板不同规格、任意排布角度的自动分拣、码放的需求,阐述了一款大型桁架式钢板自动分拣机器人的机械设计方案,并对机器人整机进行了有限元分析。分析结果表明,机器人Y梁变形过大,需进行修正。采用负重加工的方式对变形进行预补偿,使Y梁的最大变形理论值减小为0.4mm。通过现场调试,测得机器人综合定位精度达±2mm,满足了钢板自动分拣的精度要求。 展开更多

关键词 桁架机器人 钢板自动分拣 有限元分析 负重加工

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5083铝合金超塑气胀成形工艺研究

6

作者 张臣 邸伟 +3 位作者 周英丽 刘晨枫 周永松 吴锋 《材料科学研究（中英文版）》 2016年第1期32-38,共7页

为了研究5083铝合金板材的超塑气胀成形性能,通过单向拉伸实验测试了5083合金在485℃、505℃、525℃温度下的应力-应变曲线,对不同温度条件下的材料显微组织进行了分析,并通过Abaqus有限元模拟软件对工艺路线进行优化,确定了锥筒形零件... 为了研究5083铝合金板材的超塑气胀成形性能,通过单向拉伸实验测试了5083合金在485℃、505℃、525℃温度下的应力-应变曲线,对不同温度条件下的材料显微组织进行了分析,并通过Abaqus有限元模拟软件对工艺路线进行优化,确定了锥筒形零件的超塑成形工艺路线,试制了5083铝合金锥筒形零件。试验结果表明,在温度485℃条件下对5083铝合金薄板进行超塑气胀成形,锥筒零件成形结果良好,最大减薄率为50%。 展开更多

关键词 5083铝合金 超塑气胀成形 减薄率

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铝合金电弧增材制造成形工艺与性能研究 被引量：5

7

作者 王秋雨 杨可 +3 位作者 徐先宜 庄百亮 包晔峰 蒋永锋 《电焊机》 2018年第9期76-80,共5页

采用ER5356铝合金焊丝,在AA6061铝合金基板上进行TIG电弧增材制造成形试验,研究焊接电流和预热温度对增材制造成形的影响,分析增材制造成形件的显微组织,并测试其力学性能。结果表明:热输入对铝合金的增材制造成形影响较大,以熔宽作为... 采用ER5356铝合金焊丝,在AA6061铝合金基板上进行TIG电弧增材制造成形试验,研究焊接电流和预热温度对增材制造成形的影响,分析增材制造成形件的显微组织,并测试其力学性能。结果表明:热输入对铝合金的增材制造成形影响较大,以熔宽作为成形件热输入量指标进行相应电流调节,可实现铝合金的增材制造成形。成形件与基板结合良好,结合处和沉积层层间均为柱状树枝晶,沉积层为等轴晶,顶层由于良好的散热环境,呈现出细小树枝晶向等轴晶转变趋势。成形件的硬度分布较为均匀,平均硬度为71.3 HV。成形件的屈服强度为112 MPa,抗拉强度为255 MPa,伸长率为28.3%,拉伸断裂为典型的韧性断裂。 展开更多

关键词 电弧增材制造 铝合金 成形工艺 微观组织 力学性能

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基于自适应遗传算法的碳纤维复合材料汽车防撞梁优化设计研究 被引量：8

8

作者 臧杰 周金宇 《机械设计》 CSCD 北大核心 2019年第4期87-91,共5页

目前汽车防撞梁主要采用高碳钢或者铝合金材料,但在设计强度与汽车轻量化方面,碳纤维复合材料(CFRP)有着明显的优势,所以对CFRP汽车防撞梁层合板的性能研究十分重要。将考虑层合板铺层的广义海明距离与遗传算法相结合,提出了能够以汽车... 目前汽车防撞梁主要采用高碳钢或者铝合金材料,但在设计强度与汽车轻量化方面,碳纤维复合材料(CFRP)有着明显的优势,所以对CFRP汽车防撞梁层合板的性能研究十分重要。将考虑层合板铺层的广义海明距离与遗传算法相结合,提出了能够以汽车防撞梁为模型的优化设计新方法。该算法采用自适应的思想,与传统遗传算法不同,每次重组算子保留最优个体,这有效避免了交叉、变异操作对最优解取值的干扰,解决遗传算法过早收敛的现象。 展开更多

关键词 复合材料 层合板 自适应遗传算法 优化设计

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基于信息融合及模糊FMECA的小子样系统可靠性增长设计研究 被引量：5

9

作者 王保昌 周金宇 庄百亮 《机械设计与制造》 北大核心 2022年第4期135-141,共7页

针对小子样系统数据少且存在模糊信息不易进行准确可靠性增长分析和评估的问题,将基于相关函数的多源信息融合方法及模糊FMECA故障分析方法综合运用于小子样系统的可靠性增长设计研究。通过模糊FMECA分析解决模糊信息的影响,根据各潜在... 针对小子样系统数据少且存在模糊信息不易进行准确可靠性增长分析和评估的问题,将基于相关函数的多源信息融合方法及模糊FMECA故障分析方法综合运用于小子样系统的可靠性增长设计研究。通过模糊FMECA分析解决模糊信息的影响,根据各潜在故障模式分别采取相应的改进措施,实现系统的可靠性增长。利用多源信息融合方法将仿真数据、类似型号冲压机失效数据与现场试验数据融合,并提出了基于信息融合的可靠性指标估计方法。以某新型冲压机的可靠性增长设计为例对提出的方法进行验证,结果表明:改进后新机的可靠度远远大于原机,而失效率比原机低了数倍,系统可靠性得到了极大的提升。 展开更多

关键词 小子样系统 可靠性增长 模糊FMECA 多源数据融合

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初轧温度对环件径轴向轧制成形影响的模拟研究 被引量：3

10

作者 戚仕航 何非 周玉龙 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期79-86,共8页

基于Deform软件建立了GCr15环件径轴向轧制过程的仿真模型。对环件在不同初轧温度下的轧制过程进行仿真模拟,得到环件的温度及温度分布均匀性变化,并进行分析处理作为后续研究依据。对不同初轧温度下轧制仿真得到的环件进行表面均匀取点... 基于Deform软件建立了GCr15环件径轴向轧制过程的仿真模型。对环件在不同初轧温度下的轧制过程进行仿真模拟,得到环件的温度及温度分布均匀性变化,并进行分析处理作为后续研究依据。对不同初轧温度下轧制仿真得到的环件进行表面均匀取点,从而得到环件的整体外形尺寸准确性及均匀性,分析了环件的晶粒尺寸及其分布均匀性变化,研究了环件的等效塑性应变及分布均匀性变化规律。将环件的表面均匀性、平均晶粒尺寸,晶粒尺寸分布均匀性以及等效塑性应变分布均匀性作为质量指标,并将所有质量指标进行归一化及权重分配处理,得到环件的最适宜初轧温度为1100℃。 展开更多

关键词 环件轧制 初轧温度 晶粒尺寸 等效塑性应变

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复杂铝合金壳体件无模铸造工艺研究及应用 被引量：1

11

作者 徐奇 徐先宜 +1 位作者 王金刚 张振 《机械工业标准化与质量》 2015年第1期47-51,共5页

基于复杂壳体的结构特点和铝合金铸件工艺特征,利用铸造模拟技术和数字化无模成形技术,完成工艺优化设计和铸型高效加工,快速开发出了合格的铝合金壳体件,有效缩短开发周期,降低开发成本,提高产品质量。

关键词 铝合金 无模铸造 数值模拟

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耐冲蚀磨损堆焊焊条及性能研究

12

作者 李嘉祺 杨可 +3 位作者 庄白亮 徐先宜 包晔峰 蒋永锋 《电焊机》 2018年第9期115-118,共4页

研制出一种耐冲蚀磨损堆焊焊条,在低碳钢Q235上进行堆焊试验,研究堆焊层金属显微组织及其耐冲蚀磨损性能。结果表明,该焊条具有良好的焊接工艺性能,堆焊过程中飞溅较小,电弧稳定,焊缝成形美观,脱渣性较好,未发现气孔、裂纹等明显焊接缺... 研制出一种耐冲蚀磨损堆焊焊条,在低碳钢Q235上进行堆焊试验,研究堆焊层金属显微组织及其耐冲蚀磨损性能。结果表明,该焊条具有良好的焊接工艺性能,堆焊过程中飞溅较小,电弧稳定,焊缝成形美观,脱渣性较好,未发现气孔、裂纹等明显焊接缺陷。堆焊层金属显微组织主要为板条马氏体和大量细小弥散分布的碳氮化物析出相;析出相沿基体晶界和晶内均匀析出,产生析出强化作用;堆焊层金属硬度分布均匀,平均硬度为HRC43.8,具有良好的使用性能。与ZG35Si Mn材料相比,堆焊层金属的耐冲蚀磨损性能提高了0.87倍,可用于冲蚀磨损破坏严重部件的制造与修复。 展开更多

关键词 堆焊焊条 耐冲蚀磨损 析出相

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基于可控电磁负刚度的半主动隔振器传递率特性研究 被引量：2

13

作者 孟凯 顾勇 +1 位作者 刘豫喜 马涛 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期228-234,共7页

针对传统隔振器刚度不可调的缺陷,提出了一种新型的基于负刚度调控的半主动隔振器,通过研究绝对位移传递率特性评估其刚度可控性和隔振性能。基于场论和等效磁荷法建立了电磁负刚度的理论计算公式,该公式与激励电流呈现函数关系;由于电... 针对传统隔振器刚度不可调的缺陷,提出了一种新型的基于负刚度调控的半主动隔振器,通过研究绝对位移传递率特性评估其刚度可控性和隔振性能。基于场论和等效磁荷法建立了电磁负刚度的理论计算公式,该公式与激励电流呈现函数关系;由于电磁负刚度计算的复杂性,用最小二乘法对负刚度计算公式进行了近似;基于负刚度的近似表达,建立了正负刚度并联的半主动隔振器,分析了励磁电流对传递率和阻尼率的影响规律。试验验证了线性条件下电流对隔振器传递率作用的规律。 展开更多

关键词 负刚度 电磁计算 低频隔振 半主动控制 正负刚度并联

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消失模铸造成形机泡沫吹吸一体化除尘系统的研究

14

作者 李文江 李杰 +2 位作者 陈文刚 周玉龙 宋翔宇 《机电产品开发与创新》 2017年第4期159-161,共3页

消失模铸造在铸造行业中占据很重要的地位,而其泡沫板加工过程中会产生大量废屑,影响刀具的使用寿命、机床加工精度、加工效益。通过对吹吸一体化吹屑吸尘系统进行模拟仿真与实验研究得到,最佳的消失模无模成形机排屑吸尘系统,而且得到... 消失模铸造在铸造行业中占据很重要的地位,而其泡沫板加工过程中会产生大量废屑,影响刀具的使用寿命、机床加工精度、加工效益。通过对吹吸一体化吹屑吸尘系统进行模拟仿真与实验研究得到,最佳的消失模无模成形机排屑吸尘系统,而且得到最佳的吸尘与喷嘴流量,且通过孔加工对其进行了验证。 展开更多

关键词 消失模 排屑吸尘 吹吸一体化

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经编机针床的轻量化设计研究 被引量：1

15

作者 曹清林 常家树 +1 位作者 邱睿 庄百亮 《针织工业》 北大核心 2020年第5期14-18,共5页

采用空心针床截面结构替代实心结构,比较分析空心和实心针床结构与变形位移及应力之间的变化关系。采用非金属复合材料替代金属材料,比较不同属性材料对针床变形位移和应力的影响,分析空心针床截面主要结构参数与针床变形位移和应力之... 采用空心针床截面结构替代实心结构,比较分析空心和实心针床结构与变形位移及应力之间的变化关系。采用非金属复合材料替代金属材料,比较不同属性材料对针床变形位移和应力的影响,分析空心针床截面主要结构参数与针床变形位移和应力之间的关系。结果表明,相同实体截面积空心针床的最大变形位移和最大应力比实心针床分别降低36.20%和64.50%;碳纤维(C)、玻璃纤维(G)、CG层内混杂、CG层间混杂、CF层内混杂5种非金属复合材料中,碳纤维复合材料的最大变形位移及最大应力均最小;计算案例中空心针床壁厚为3.25 mm时,最大变形位移及最大应力均最小。 展开更多

关键词 经编机 针床 轻量化设计 复合材料 变形位移 应力

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复杂零部件数字化无模制造技术研究

16

作者 王金刚 《铸造技术》 CAS 2021年第2期121-123,共3页

将铸造技术与数字化制造技术相结合,介绍了发动机缸盖数字化制造方法。与基于二维图纸和铸造经验的传统铸造不同,数字化制造全流程基于三维CAD数字模型。同时,将计算机模拟分析技术与铸型加工技术相结合,实现了全流程数字化设计、数字... 将铸造技术与数字化制造技术相结合,介绍了发动机缸盖数字化制造方法。与基于二维图纸和铸造经验的传统铸造不同,数字化制造全流程基于三维CAD数字模型。同时,将计算机模拟分析技术与铸型加工技术相结合,实现了全流程数字化设计、数字化模拟分析以及数字化加工成型。结果表明,通过其集成应用,成功开发了六缸发动机缸盖,为复杂零部件快速开发提供了一种新的制造方法。 展开更多

关键词 数字化 模拟分析 快速制造 缸盖

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车用铝合金榫卯结构优化设计

17

作者 蒋益萍 周金宇 庄百亮 《机械制造与自动化》 2024年第2期11-14,共4页

根据车用榫卯结构连接的特点,设计一种分析车用榫卯半刚性方法。在汽车车架优化过程中引入弹簧单元,并联合调用APDL和MATLAB进行二次多项式响应面拟合,将拟合后最大应力与结构质量响应面加权最小作为设计目标,运用线性加权算法获得满足... 根据车用榫卯结构连接的特点,设计一种分析车用榫卯半刚性方法。在汽车车架优化过程中引入弹簧单元,并联合调用APDL和MATLAB进行二次多项式响应面拟合,将拟合后最大应力与结构质量响应面加权最小作为设计目标,运用线性加权算法获得满足工况要求下的最优解。研究表明:车用榫卯优化方案使其最大应力降低10.8%,满足极限应力约束时车架质量降低6.4%,能量吸收提高7.48%,在提高汽车安全性能的同时实现了轻量化。 展开更多

关键词 汽车 榫卯 半刚性 响应面

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不锈钢电弧增材制造成形 被引量：7

18

作者 曲扬 杨可 +5 位作者 郭博静 董浩然 雷步越 朱文杰 包晔峰 蒋永锋 《电焊机》 2018年第1期15-18,23,共5页

采用316L不锈钢在Q235A基板上进行TIG填丝增材制造成形试验,研究不锈钢增材制造成形工艺,分析不锈钢增材制造成形件的显微组织。结果表明:通过调整焊接电流、打印速度、送丝速度等工艺参数,可以实现不锈钢电弧增材制造成形,成形件具有... 采用316L不锈钢在Q235A基板上进行TIG填丝增材制造成形试验,研究不锈钢增材制造成形工艺,分析不锈钢增材制造成形件的显微组织。结果表明:通过调整焊接电流、打印速度、送丝速度等工艺参数,可以实现不锈钢电弧增材制造成形,成形件具有致密度高、尺寸精度和表面质量较好等优点,其显微组织为柱状枝晶形态的奥氏体,顶部枝晶尺寸相对较小。 展开更多

关键词 电弧增材制造 不锈钢 成型工艺 TIG焊

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复合材料层合板终层失效概率分析的通用生成函数法 被引量：4

19

作者 刘成龙 周金宇 +2 位作者 邱睿 庄百亮 胡健 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期350-356,共7页

采用通用生成函数方法分析复合材料层合板的可靠性。定义了载荷、强度参数通用生成函数和复合算子及相应的性能结构函数,分别构建了各单层板的抗力、抗力序列和系统抗力等通用生成函数。根据终层失效准则建立层合板的可靠性分析模型。... 采用通用生成函数方法分析复合材料层合板的可靠性。定义了载荷、强度参数通用生成函数和复合算子及相应的性能结构函数,分别构建了各单层板的抗力、抗力序列和系统抗力等通用生成函数。根据终层失效准则建立层合板的可靠性分析模型。在通用生成函数复合运算中,通过K-means聚类和同类项合并技术缩减计算量提高效率。该方法适用于含有众多随机变量(包含非正态随机变量)且功能函数为非线性的结构系统可靠性评估,并考虑了系统中各抗力序列之间因含有相同失效单元,以及抗力序列内部的失效单元共享同一随机载荷源而引起的失效相关性。针对该方法给出算例,可靠度计算值与蒙特卡罗法仿真结果接近。新方法可为复合材料层合板可靠性分析提供一种新思路。 展开更多

关键词 复合材料层合板 终层失效 可靠性 通用生成函数 K-MEANS聚类

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铸型无模切削在大型艺术品铸造中的应用 被引量：1

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作者 吴双峰 庄圆 +2 位作者 田益民 张振 王金刚 《机械工业标准化与质量》 2016年第9期30-32,46,共4页

基于铸型切削的无模铸造技术,直接加工出铸造用砂型。结合艺术铸件特性和要求,采用三维扫描技术获取艺术作品模型,通过铸造模拟技术合理设计砂型,并高效加工砂型,可快速开发出合格艺术铸件。该技术可完美体现原艺术作品的精神和风貌,与... 基于铸型切削的无模铸造技术,直接加工出铸造用砂型。结合艺术铸件特性和要求,采用三维扫描技术获取艺术作品模型,通过铸造模拟技术合理设计砂型,并高效加工砂型,可快速开发出合格艺术铸件。该技术可完美体现原艺术作品的精神和风貌,与现代的快速铸造技术相结合,显著提升铸件质量,降低艺术品开发成本,缩短开发周期。 展开更多

关键词 无模铸造 艺术铸件 逆向工程

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