消失模铸造技术具有绿色环保、铸件精度高以及生产效率高等优势,其应用也越来越广泛。在消失模铸造的过程中,泡沫模样的制作是十分重要的工序。本文基于数控加工快速、精确的特点,提出了基于3D打印高速铣削的复合加工泡沫模样的技术途径,解决单件小批量复杂模样的加工问题,同时对于适合泡沫材料加工的相应刀具进行了较为详细的研究以获得表面质量好的泡沫模样。首先根据泡沫材料的自身特性,提出在高速铣削过程中尽可能地撕裂泡沫珠粒从而获得表面光洁的泡沫模样的设想,并在此基础上设计了一种具有独特的螺旋锯齿齿型铣刀,应用于睿雕400(Carver400)精雕机上,与普通立铣刀进行了对比试验获得了高精度的泡沫模样。其次,为缩短泡沫模样的加工流程,提出使用3D打印的方法制作特种刀具对泡沫模样进行粗加工以获得随型的泡沫模样毛坯。3D打印刀具的制作流程为:通过UG三维软件建模,绘制特种刀具。将所绘制的三维模型主要通过2种3D打印方式:FDM(熔融沉积造型)和SLS(选择性烧结成型)打印出实际刀具。该方法可以适用于不同模样结构,设计不同特征的刀具,快速制作模样毛坯。最后基于3D打印刀具粗加工的泡沫毛坯,精选高精度旋转锉刀对其进行精加工,获得了与普通铣刀加工相比质量更好的泡沫模样。同时,设计并制作了相应的吸屑罩固定于加工主轴,通过软管与吸尘器连接,减轻了泡沫碎屑四处飞溅的情况,优化了加工环境。使用PowerScan三维扫描软件完成对泡沫模型的快速扫描,将扫描得到的数据通过Geomagic Studio软件进行后处理,再用Geomagic Qualify软件对后处理所得三维模型与原始CAD模型进行对比分析处理。通过对比与普通铣刀精加工后所得结果,证实了结合3D打印刀具粗加工和旋转锉刀的这种复合加工技术不仅能够提高数控铣削加工泡沫模样的效率,同时也能够获得坑洞少,表面光洁的高质量泡沫模样。这对于缩短模样制作周期,降低单件、小批量模样的生产成本具有重要意义,有较好的实际应用价值。