熔模铸造是一种重要的铸造方法,蜡模的制备是熔模铸造关键之一。应用传统的加工方法制造蜡模,用时长且难以形成复杂的内部结构。应用3D打印技术可以快速地获得内腔复杂的蜡模,缩短研制周期。本课题组前期搭建了一台用于熔模铸造用石蜡3D打印机,为提高打印件打印精度以获得高质量的蜡模,需要研究熔模铸造用石蜡熔融沉积成型过程中工艺参数对打印件打印精度的影响规律。本文以熔模铸造用石蜡为原料,应用课题组自行搭建的熔模铸造用石蜡3D打印机,将石蜡熔融沉积成型打印过程分为了挤出前、挤出过程以及成型三个过程,通过有限元模拟和实验探索了石蜡温度、加热面温度、喷嘴直径、打印喷嘴高度、打印速度、喷头温度及环境温度等工艺参数对打印件精度的影响,主要结论如下:应用ANSYS Fluent软件对熔模铸造用石蜡在喷嘴内流动过程进行了模拟,得到了石蜡在喷嘴内流动过程中流场以及温度场的分布规律。在喷嘴内,同一横截面内部材料的温度略低于外侧温度值;石蜡在喷嘴横截面上流动速度大小由中心向周围逐渐减小。为使石蜡材料挤出时保持良好的粘结性且容易被挤出,应将喷嘴加热面温度设置为69～70℃范围内。在挤出过程中,挤出的蜡丝由于遇冷收缩,导致打印件线宽小于喷嘴直径。喷嘴直径直接决定打印件线宽大小,喷嘴直径越大打印件线宽越大打印件线宽与打印喷嘴高度呈负相关关系,打印喷嘴高度越高,挤出的打印件线宽越小。应用python语言基于ABAQUS软件进行了二次开发,成功模拟了熔模铸造用石蜡熔融沉积成型过程,得到了熔模铸造用石蜡熔融沉积成型过程中的温度及应力的变化规律。在成型过程中,打印速度对石蜡打印精度影响较大,喷头温度及环境温度对石蜡打印精度影响较小。打印速度越快石蜡打印精度越低,喷头温度越高打印件变形程度越高,石蜡打印精度与环境温度呈正相关关系。基于模拟优化后的工艺参数为:打印速度为20mm/s、喷头温度为68℃、环境温度为25℃,优化后的石蜡最大变形量为0.023mm,优化后的结果符合德国熔模铸件线性尺寸公差标准要求。