轮胎花纹活络模在汽车模具行业具有重要地位,高精度的花纹块模具在轮胎模具制造领域越来越受到人们的关注。传统的轮胎花纹活络模制造存在加工成本高,生产周期较长等缺点,为了减少花纹块的人工修整和机械加工,获得高精度、低加工余量的轮胎花纹块铸件毛坯就显得十分重要。本文以3D打印技术为基础,综合计算机数值模拟和三维扫描技术,通过计算机辅助铸造工艺设计,利用3D打印快速成型轮胎花纹活络模铸型并基于逆向工程对铸型铸件进行尺寸精度检测,实现轮胎花纹活络模的近净形数字化制造。为了实现对制造工艺的优化,本文进行了如下研究:(1)基于覆膜砂选择性激光烧结的成型机理,设计不同参数下的“8”字形正交实验,并对实验结果进行极差分析,确定了各工艺参数对覆膜砂制件强度的影响程度为:扫描间距>激光功率>铺粉层厚>扫描速度。综合考虑制件强度和精度,得出最佳的参数组合为:铺粉层厚为0.3mm,激光能量密度为0.1~0.15J/mm~2。(2)通过对花纹块模具进行结构分析,设计合理的铸造方案,并利用JSCAST对铸造工艺进行模拟仿真,根据仿真结果对铸造方案进行优化改进。(3)基于3D打印技术,实现了轮胎花纹活络模铸型的快速制造,并针对后处理强化过程中打印初强度对加热强化效果的影响进行了实验研究,采用火焰加热与热风循环加热并行的加热体系实现了铸型强化,并最终获得了质量良好的花纹块铸件毛坯,验证了技术路线的可行性。(4)基于逆向工程的技术原理,利用三维非接触式激光扫描仪对轮胎花纹活络模铸型及铸件进行三维反求和精度评测,铸型的尺寸偏差在±1mm以内,铸件花纹面尺寸偏差在±0.6mm以内,铸件公差等级为CT5~6,达到铸件毛坯的近熔模铸造标准。