精密鑄造領(lǐng)域中的快速成型技術(shù)的發(fā)展前景

1成型介入鑄造，將產(chǎn)生全新的鑄造工藝

成型有多種工藝，其中有一種激光選區(qū)燒結(jié)法(SLS)日趨應(yīng)用廣泛，本文將研究激光選區(qū)燒結(jié)法和鑄造的聯(lián)系，從而改進(jìn)目前的鑄造工藝，慢慢將當(dāng)下發(fā)展的成型的技術(shù)推廣到傳統(tǒng)鑄造中。

2成型中的激光選區(qū)燒結(jié)法，可用與鑄造蠟?zāi)５闹谱?/p>

激光選區(qū)燒結(jié)法用紅外激光器為動力源，使用的造型材料多種多樣，但多為粉末材料。該法材料的選擇范圍廣，材料的，成型速度比其他的成型等優(yōu)點(diǎn)。SLS工藝又稱為選擇性激光燒結(jié)，將材料粉末潑灑到產(chǎn)品的的表面上，用工具將多余的粉末去除，用的激光燒結(jié)器在鋪出的粉末上燒結(jié)出產(chǎn)品的截面，并和下方己成形的部分粘結(jié)在一起。然后再鋪上新的一層材料粉末繼續(xù)燒結(jié)。SLS工藝的較大優(yōu)點(diǎn)就是選材較為廣泛，尼龍、ABS、金屬和陶瓷粉末、蠟、聚碳酸脂都可以選做燒結(jié)材料。

如果成型材料選擇為蠟，可以打印出用傳統(tǒng)模具無法制作出來的蠟?zāi)?，傳統(tǒng)的鋁制蠟?zāi)Ｄ＞撸旧硇枰獢?shù)控加工而出，尤其在批量不大的時候，制作成本偏高。而且模具脫模對產(chǎn)品有的限制，要求產(chǎn)品結(jié)構(gòu)容易脫模，復(fù)雜的結(jié)構(gòu)就無法完成。而3d打印則不受產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜的限制，不用考慮模具的制作，直接成型。

有了蠟?zāi)：螅梢岳脗鹘y(tǒng)的熔模鑄造等方法來鑄造出各種產(chǎn)品，該技術(shù)可以大量用于復(fù)雜鑄件比如發(fā)動機(jī)等機(jī)械鑄造。以六缸發(fā)動機(jī)蓋為范例，該產(chǎn)品外形尺寸為1072mmX397mmX22mm尺寸精度要求為200偏差0.2mm，該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度要求高，按照傳統(tǒng)的周期大約在5個月左右，經(jīng)過成型的介入，該產(chǎn)品制作周期縮短為一周。而且由于不用進(jìn)行繁瑣耗人工傳統(tǒng)的木模加工，成本還低于傳統(tǒng)工藝。而制作的精度也滿足產(chǎn)品要求。不用二次修改。

3鑄造中的成型技術(shù)有很大的發(fā)展前景

成型技術(shù)在傳統(tǒng)的鑄造行業(yè)目前使用，作為一項成長的技術(shù)，在鑄造行業(yè)有著較高的推廣價值。

鑄造其中較為常用的是熔模鑄造，也稱失蠟鑄造：選用適宜的熔模材料制(如石蠟)造熔模；在熔模上重復(fù)沾耐火涂料與撒耐火砂工序，硬化型殼及干燥；再將內(nèi)部的熔模溶化掉，獲得型腔；焙燒型殼以獲得足夠的強(qiáng)度，及燒掉殘余的熔模材料，澆注所需要的金屬材料；凝固冷卻，脫殼后清砂，從而獲得的成品。根據(jù)產(chǎn)品需要或進(jìn)行熱處理與冷加工和表面處理。 

澆鑄是相對于傳統(tǒng)的鑄造工藝而言的一種鑄造方法。它能獲得相對準(zhǔn)確地形狀和較高的鑄造精度。

較普遍的做法是：首先做出所需毛坯（可留余量非常小或者不留余量）的電極，然后用電極腐蝕模具體，形成空腔。再用澆鑄的方法鑄蠟，獲得原始的蠟?zāi)！Ｔ谙災(zāi)Ｉ弦粚訉铀⑸系囊后w砂料。待獲得足夠的厚度之后晾干，再加溫，使內(nèi)部的蠟?zāi)Ｈ芑?，獲得與所需毛坯一致的型腔。再在型腔里澆鑄鐵水，固化之后將外殼剝掉，就能獲得制造的成品啦。

大量生產(chǎn)的工廠應(yīng)創(chuàng)造條件采用的造型、造芯方法。老式的震擊式或震壓式造型機(jī)生產(chǎn)線生產(chǎn)率不夠高，工人勞動強(qiáng)度大，噪聲大，不適應(yīng)大量生產(chǎn)的要求，應(yīng)逐步加以改造。對于小型鑄件，可以采用水平分型或垂直分型的無箱高壓造型機(jī)生產(chǎn)線、實型造型生產(chǎn)效率又高，占地面積也少；對于中件可選用各種有箱高壓造型機(jī)生產(chǎn)線、氣沖造型線，以適應(yīng)、造型生產(chǎn)線的要求，造芯方法可選用：冷芯盒、熱芯盒、殼芯等制芯方法。

中等批量的大型鑄件可以考慮應(yīng)用樹脂自硬砂造型和造芯。

單件小批生產(chǎn)的重型鑄件，手工造型仍是重要的方法，手工造型能適應(yīng)各種復(fù)雜的要求比較靈活，不要求很多工藝裝備?？梢詰?yīng)用水玻璃砂型、VRH法水玻璃砂型、酯水玻璃自硬砂型、粘土干型、樹脂自硬砂型及水泥砂型等；對于單件生產(chǎn)的重型鑄件，采用地坑造型法成本低，投產(chǎn)快。批量生產(chǎn)或長期生產(chǎn)的定型產(chǎn)品采用多箱造型、劈箱造型法比較適宜，雖然模具、砂箱等開始投資高，但可從節(jié)約造型工時、提高產(chǎn)品質(zhì)量方面補(bǔ)償。

低壓鑄造、壓鑄、離心鑄造等鑄造方法，因設(shè)備和模具的價格昂貴，所以只適合批量生產(chǎn)。

鑄造氣孔的預(yù)防措施

1、對復(fù)雜的薄壁鑄件，為提高鑄造型殼透氣性，在可能情況下，在較高處可設(shè)排氣孔。合理設(shè)置澆注系統(tǒng)，防止?jié)沧⒕須?，并有利于型腔中氣體排出。

2、適當(dāng)提高澆注溫度，盡量降低澆包嘴至澆口杯距離，降低澆注速度，使金屬液能平穩(wěn)充型，防止卷入氣體，使型腔中及液體金屬中氣體能順利排出。

3、脫蠟時應(yīng)將模料排除干凈，殘余模料應(yīng)盡量少。

4、型殼焙燒要充分，應(yīng)有足夠高的溫度；硅溶膠和硅酸乙酯型殼950～1100攝氏度，水玻璃型殼850～900攝氏度；以鑄造型殼焙燒透，發(fā)氣物質(zhì)充分排除。焙燒的型殼為白色或淡灰色，不應(yīng)有黑斑。