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装载机是一种典型的物流领域工程机械设备,广泛应用于散装物料、管状物料的装载搬运等领域。而变速器叶轮片是装载机传动系统中的核心部件之一,其制造方式主要是传统的低压砂型铸造,存在模具设计和制造周期长、手工制模精度较差等问题这已成为制约产品更新研发速度的瓶颈,而3D打印技术的精确、高效等特点是解决上述问题的重要研究领域之一。论文以实现变速器叶轮片砂芯的3D打印制造为目的,对喷墨砂型技术全流程展开研究,并对其可靠性进行验证。首先,采用UG曲面造型和参数化建模方法,建立可用于3D打印且曲面衔接顺畅、参数化的叶轮片砂芯三维模型,再结合蛛网仿生结构的特点,设计一种有效避免“台阶效应”和减少喷头开关次数的新型扫描路径规划算法,设计并成功打印叶轮片砂芯,最后通过逆向建模实验检测验证技术可靠性;主要工作内容如下:依据LG公司的装载机变速器叶轮片的实体尺寸数据,利用Unigraphics NX(UG)三维设计软件中NURBS曲线拟合功能对获得的点坐标集合进行了叶片截面型线的拟合,建立叶轮片的三维模型,并采用基于特征的参数化建模对砂芯主体进行创建,从砂芯主体减去叶轮片三维模型便可获得用于3D打印的叶轮片砂芯三维模型。针对目前已有的3D打印扫描路径规划算法进行研究分析,在STL模型的基础上,进行等层厚切片处理,并在轮廓偏置扫描的基础上,借鉴蛛网的等距螺旋结构,提出一种基于蛛网结构的新型算法应用于砂芯切片的扫描路径规划中,并通过MATLAB编程实现扫描路径规划算法并展示。对砂芯3D打印过程中设备、材料的选择及打印方式进行设计,并成功完成叶轮片砂芯打印。对打印成形的叶轮片砂芯采用高精度双目非接触式三维扫描仪进行外观轮廓扫描,对采集到的表面数据导入Geomagic Studio中进行点云处理并逆向建模,利用Geomagic Qualify软件与叶轮片砂芯的三维模型进行3D比较并通过正态分布函数、误差传递累积的函数、泰勒级数和偏导公式对采样随机点的误差进行研究和曲面精度分析,从而验证了3DP喷墨砂型技术的可靠性。