基于無模鑄型制造技術(shù)的堿性酚醛樹脂適用性研究.pdf

1、無模鑄型制造技術(shù)（Patternless Casting Manufacturing，簡稱PCM技術(shù)）是將數(shù)字化信息驅(qū)動制造技術(shù)與樹脂砂鑄造技術(shù)巧妙結(jié)合的新型增材制造技術(shù)。其具有生產(chǎn)效率高、成本低、適合個性化定制等諸多優(yōu)勢，在制造業(yè)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。就無模鑄型制造技術(shù)而言，造型材料選擇至關(guān)重要，呋喃樹脂以其粘度低、滲透性好、強度高、舊砂回用性好等優(yōu)點，在國內(nèi)無模鑄型制造技術(shù)中得到了普遍應(yīng)用。但是，呋喃樹脂的酸耗值較高，對原砂要求較

2、高，高溫穩(wěn)定性較差，發(fā)氣量較高，而且由于游離醛、游離酚的大量存在，增大了有害氣體揮發(fā)量，在一定程度上影響了鑄件質(zhì)量。堿性酚醛樹脂無酸耗性要求，對原砂適應(yīng)性好、高溫穩(wěn)定性好、發(fā)氣量相對較低。本文針對當(dāng)前呋喃樹脂存在的問題，進行了堿性酚醛樹脂在無模鑄造技術(shù)中的應(yīng)用可行性研究，并進行了實驗驗證。
　　針對無模鑄型制造技術(shù)的特點與要求，選取了兩種不同固化機理的堿性酚醛樹脂，分別為酯固化自硬堿性酚醛樹脂和熱固型堿性酚醛樹脂。研究了酯固化自硬

3、堿性酚醛樹脂和熱固型堿性酚醛樹脂的固化機理，分別對其適用性進行探究。
　　酯固化自硬堿性酚醛樹脂粘度高達80mPa?s，無法適配到當(dāng)前設(shè)備的噴嘴中，選定無水乙醇作為稀釋劑，在優(yōu)化稀釋比例為50％的條件下，引入十二烷基苯磺酸鈉作為表面活性劑，使其粘度降到適用范圍。在驗證手工造型強度的基礎(chǔ)上，進行PCM工藝驗證。發(fā)現(xiàn)鑄型抗拉強度僅為0.2 MPa，難以滿足實際鑄造的要求。目前看來，酯固化堿性酚醛樹脂在PCM工藝中還達不到適用的條件。熱

4、固型堿性酚醛樹脂通過30%無水乙醇稀釋，粘度降至13.0 mPa?s，同時滿足了PCM技術(shù)的噴射工藝要求。通過實驗確定了后處理工藝，實驗表明180℃固化溫度下固化60min的鑄型滿足澆鑄要求。后期，對熱固型堿性酚醛樹脂進行PCM工藝上機實驗，得到的鑄型強度達到0.8MPa，發(fā)氣量達到15.6ml/g。滿足實際鑄造要求。
　　本文通過以上幾個方面的論證和實驗，得到了強度和發(fā)氣性都滿足實際鑄造要求的鑄型。將采用熱固型堿性酚醛樹脂在PC