基于RE&RP的纸浆模塑模具关键技术研究

论文摘要

近年来,纸浆模塑技术迅速发展,纸浆模塑也逐步取代塑料泡沫包装而越来越广泛地应用于各个领域产品的包装。与塑料泡沫包装相比,纸浆模塑制品具有原料来源广泛、生产工艺简练、无污染、易降解、可回收再生利用等特点。由于包装产品的多样化和复杂性,纸浆模塑制品的结构设计和模具生产制造效率日益成为各企业普遍关注的问题。与此同时,逆向工程的兴起和快速成型技术在各行各业中的广泛应用为纸浆模塑行业的发展提供了更广阔的发展前景,注入了新的活力。本文研究了纸浆模塑制品传统的设计、生产方法,提出了基于逆向工程技术的纸浆模塑制品结构设计方法,解决了具有复杂曲面形状的产品难于进行纸塑结构设计的难题,提高了纸浆模塑结构设计定位的准确性,使得纸塑包装产品的应用领域更加广泛。研究了纸浆模塑吸滤模具吸滤成型原理,通过建立吸滤成型数值模型,找出影响吸滤成型效率的关键因素,对吸滤模具进行改进设计。提出将SLS激光选区快速成型工艺应用于纸浆模塑模具的生产制造,改变了纸浆模塑模具CNC切削加工费时费力的传统生产工艺,简化了纸塑模具设计生产流程,缩短了产品开发周期,提高了生产效率。本文通过实验对SLS激光烧结制造纸浆模塑吸滤模具具体工艺过程进行了详细的研究。对吸滤模具文件数据的前期处理、烧结过程中各个工艺参数对制件精度强度的影响以及后处理工艺对制件强度的影响等几个方面进行了深入的讨论,并通过正交试验,得到了优化的工艺参数,为纸塑吸滤模具的生产制造提供了可靠的工艺试验数据。最后通过一个企业生产实例,从产品的逆向设计、模具改进、吸滤模具的制造到纸模的生产整个过程对本课题的研究内容进行了验证。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 逆向工程和快速原型技术概述
• 1.1.1 逆向工程介绍
• 1.1.2 快速原型技术概述
• 1.1.3 SLS 技术的发展现状及应用
• 1.2 纸浆模塑制品及其模具概述
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 对纸浆模塑制品结构设计的研究
• 1.3.2 对纸浆模塑吸滤模具制造技术的研究
• 1.4 本课题的选题背景、意义和主要内容
• 1.4.1 本课题的选题背景及意义
• 1.4.2 本课题的主要研究内容
• 第二章 纸浆模塑工艺流程及其模具
• 2.1 纸浆模塑的工艺流程和成型方法
• 2.1.1 纸浆模塑的工艺流程
• 2.1.2 纸浆模塑的成型方法
• 2.2 纸浆模塑制品的模具
• 2.3 小结
• 第三章 基于逆向工程的纸浆模塑制品结构及其模具设计
• 3.1 纸浆模塑制品的设计要求和设计流程
• 3.1.1 纸浆模塑制品的结构设计要求
• 3.1.2 纸浆模塑制品的模具设计
• 3.1.3 纸浆模塑制品结构及模具的设计流程
• 3.1.4 Pro/E 中纸塑制品结构及模具的设计过程
• 3.2 基于逆向工程的纸塑制品设计方法研究
• 3.2.1 纸塑制品逆向设计法的提出
• 3.2.2 纸塑制品逆向设计流程
• 3.2.3 不同类型纸塑产品的逆向设计要点
• 3.3 纸塑模具的快速成型制造
• 3.4 设计应用实例
• 3.5 小结
• 第四章 吸滤模具吸滤成型原理及模具设计改进
• 4.1 吸滤模具的结构特征及成型原理
• 4.1.1 吸滤成型模具的结构特征
• 4.1.2 吸滤成型的原理
• 4.2 吸滤模具压力损失分析及阻力因素讨论
• 4.2.1 流体流经圆管的压力损失
• 4.2.2 吸滤模具压力损失模型的建立
• 4.2.3 成型过程中阻力因素讨论
• 4.3 吸滤模具的设计改进
• 4.3.1 吸滤气孔的设计改进
• 4.3.2 模具型腔结构的设计改进
• 4.4 小结
• 第五章 基于SLS 激光选区烧结的纸浆模塑吸滤模具制造
• 5.1 纸塑吸滤模具CAD 模型的数据处理
• 5.1.1 STL 转化过程中的误差分析
• 5.1.2 STL 格式文件参数优化设置
• 5.1.3 CLI 文件的生成和处理
• 5.2 影响SLS 零件性能的因素及实验研究
• 5.2.1 实验材料的影响
• 5.2.2 激光功率对制件性能的影响
• 5.2.3 扫描速度对制件性能的影响
• 5.2.4 扫描间距对制件性能的影响
• 5.2.5 温度对制件性能的影响
• 5.3 SLS 工艺参数的优化匹配
• 5.4 原型件后处理及附网技术的研究
• 5.4.1 原型件的后处理方法及强度的验证
• 5.4.2 附网技术的研究
• 5.5 纸浆模塑制品的生产
• 5.6 尼龙材料烧结纸塑模具初探
• 5.7 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 本文的主要工作和贡献
• 6.2 后续研究工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文及学术成果