基于数值模拟技术优化纯钛义齿支架铸造参数

摘要

目的：基于ProCAST软件，利用数值模拟技术，比较不同铸造参数的设定对纯钛义齿支架铸全率、缩孔的影响，由此优化和量化最佳铸造参数，辅助实际生产中义齿支架精度和质量的提高，节约成本；探讨数值模拟技术如何运用到纯钛义齿支架精密铸造领域。
　　方法：在义齿加工中心实际铸造制作一副钴铬合金义齿支架，通过三维激光扫描及逆向工程建立义齿支架及成品浇注口的实体模型，采用有限元法（FEM）技术以点、线、面、体顺序的构建方式，对铸件进行网格划分；设定界面条件、边界条件、初始条件、模拟参数等。预测铸造缺陷与铸型温度与铸造压力密切相关，根据技工室实际操作失败情况，首先设定实际工作中的参数（铸型温度为室温25℃、铸造压力为0.2MPa）进行模拟铸造，然后对铸造过程模拟分析计算，观察铸件铸全率及缩孔，进一步修改铸造参数直至得到满意铸件，并进行实际铸造验证，最终确定铸型温度及铸造压力参数。
　　结果：
　　1.支架铸造充型过程极其短暂，显示为0.2s，主铸道设置位置合理，压力均匀，两侧均匀充填；
　　2.凝固过程显示满足序列凝固原则，铸道和浇注口最后凝固；
　　3.铸造结果显示铸型温度为25℃、铸造压力为0.2MPa时在支架卡环尖出现一处铸造不全，提示铸型温度和铸造压力对铸全率影响较大；
　　4.铸压条铸温铸现缩缩造力相同的件下，型度越高，件出孔松的倾铸温条铸压铸现缩向越小。型度相同的件下，造力越大，件出孔的倾向越小；
　　5.经实际铸造验证，铸造温度为150℃、铸造压力达到0.3MPa即可得到较高质量的铸件。
　　结论：数值模拟技术运用到纯钛义齿支架精密铸造领域的方法可行；铸造参数对纯钛义齿支架铸造的质量有影响，提示选择铸型温度为室温（25℃）、铸造压力为0.2MPa时较易出现铸造缺陷，推荐采用铸型温度150℃、铸造压力0.3MPa进行生产纯钛义齿支架。

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符号说明

中文摘要

英文摘要

前言

第一章建立纯钛义齿支架数字模型

第一节支架设计与制作

1材料与方法

2 结果

3 讨论

第二节支架及浇注口实体模型的建立

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

第二章 纯钛义齿支架铸造过程数值模拟技术的运用及铸造参数的优化

第一节实体模型的网格划分

1材料与方法

2 结果

3 讨论

第二节实际情况下的数值模拟

1材料与方法

2 结果

3 讨论

第三节调整铸造参数

1材料与方法

2 结果

3 讨论

第四节实际生产铸造

全文总结

参考文献

文献综述: 基于数值模拟对纯钛义齿支架精密铸造参数的优化

致谢

研究生期间发表论文的情况