随着航空航天事业的发展,高温性能优异的镍基高温合金得到了越来越广泛的应用。高温合金点阵夹芯翼舵作为一种新型翼舵结构,使用高温合金增强了其高温服役性能,同时点阵夹芯结构满足翼舵轻质、高强的设计要求。本文以K418合金为研究对象,结合熔模精密铸造工艺,利用数值模拟对点阵夹芯翼舵的浇注系统进行优化设计,同时为解决大面壁薄壁件的缺陷问题,探究了真空及不同压力气氛条件对铸件充型凝固过程影响和加压凝固对铸件致密度和组织力学性能影响。本课题首先对5mm薄壁板件进行研究,设计了底注阶梯式和底注缝隙式两种浇注系统,利用数值模拟对其充型凝固过程进行模拟,最终选用充型平稳、铸件缩松率低,变形量小的底注缝隙式浇注系统分析其真空及压力气氛下的充型凝固特征,结果表明:随着压力的增加,板件充型速度变慢,充型更加平稳,铸件缩松率减小。接着分别在真空及压力气氛条件下浇注5mm薄壁板件,并对铸件致密度和组织力学性能进行分析。结果表明:加压工艺试样的密度较大,晶粒尺寸细小且分布均匀,一次枝晶间距小于真空工艺试样,加压工艺试样的屈服强度高于真空工艺试样,但延伸率低于真空工艺试样,加压工艺铸件整体性能优异。针对点阵夹芯翼舵的特殊结构,本文设计了顶注、倾斜、平躺以及底注缝隙式四种浇注系统,利用数值模拟对浇注系统进行优化设计,针对四种浇注系统分别设计了钝角注入顶注缝隙式、倾斜雨淋/底注缝隙式、中间注入平躺缝隙式和倒立底注缝隙浇注方案,优化设计后的浇注方案保证了充填的平稳性和顺序性,凝固过程中铸件变形量小,缩松率低。在此基础上研究了压力气氛对点阵夹芯翼舵充型凝固过程的影响。结果表明:压力气氛下,液体充型受气体背压的影响,流速减慢,充型更平稳,但对于点阵夹芯翼舵复杂结构而言,流速过慢导致铸件浇不满风险增加;凝固过程中,加压工艺铸件的缩松率总体小于真空工艺铸件的缩松率。