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  • 快速成形技术在精密铸造中的应用研究
    发布日期:2019-06-11
    现代市场竞争的特点是多品种、小批量、短周期,要求企业对市场能快速响应并不断推出新产品占领市场。快速成形技术正是为满足这一要求而发展起来的先进制造技术,利用快速成形技术(RapidPrototyping,简称RP)可以在很短的时间内,将三维CAD模型加工出新产品的实物原型,并通过快速制模制造出产品,进行设计验证和市场调研。
    将RP技术与精密铸造技术相结合,通过原型制作,制成零件和可以批量生产的模具,不仅可改善小批量及特殊形状零件的生产周期长、成本高的状况,而且能实现制造过程的集成化、快速化,适应市场对小批量、多品种的快速响应。
    在现有的4种主流快速成形技术(薄材叠层LOM、粉末烧结SLS、熔积成型FDM、光固化SLA)中,由于LOM系统运行费用低、耗材便宜、适于制作大型件,SLS系统对材料的适应面非常广(如塑料、石蜡、陶瓷、金属及其复合粉等),特别是将LOM,SLS与传统精密铸造工艺相结合,在小批量生产塑料件、用LOM原型件代替铸造用木模、SLS蜡件用做精密铸造熔模等方面取得了广泛的应用,可极大提高传统行业的市场竞争力。
    1基于RP的铸件快速制造过程及工艺
    1.1原型快速制作过程
    1)用CAD设计零件的三维模型,生成并输出STL文件。
    2)将所设计的CAD模型STL文件输入到快速成形系统后,自动完成切片和工艺控制,制作出原型件。
    3)为进一步提高原型件的性能,对原型件进行后处理,如打磨、刮腻子、抛光、喷漆、渗树脂和蜡等,提高强度和光洁度。
    1.2铸件及模具快速制造工艺路线
    基于RP的铸件和模具制造分为直接法和间接法。直接法是将原型件后处理(如喷涂转移涂料、渗蜡等),用作木模或蜡模,获得铸件或铸型。间接法是通过原型件先制作过渡模(如硅橡胶模、石膏模等),再通过精密铸造得到铸件或铸型。
    基于LOM的铸造工艺有:LOM原型一铸造木模;LOM原型石膏型(陶瓷型)铸件;LOM原型硅橡胶模一石膏型(或陶瓷型)一铸件;LOM原型转移涂料树月旨砂或水玻璃砂型(芯)一铸件。
    基于SLS的铸造工艺有:SLS熔失模一陶瓷(或石膏)型壳铸件;SLS覆膜砂型(芯)铸件。
    2LOM原型件代替铸造用木模
    在铸造行业中,传统制造木模的方法,不仅周期长、精度低,而且对于一些复杂的铸件,例如叶片、发动机缸体、缸盖等制造木模困难。铸造木模工需要经多年培养。近年来,一些大型铸造厂引进了数控机床,设备价格昂贵,模具加工周期较长。用LOM制作的原型件坚如硬木,表面平整光滑、硬度高、防水耐潮、机械力学强度好,完全可以满足铸造中对木模的要求。与传统的制模方法相比较,制模速度快,成本低,可完成复杂模具的整体制造。
    不锈钢精密铸造在进行制作的过程中是有有一定的工艺流程的,制作的过程中可以有效的根据其产品的不同形状来做模具,不锈钢精密铸造可以有效的分为上下凹模方式,有效的通过其刨、铣 、蚀、车、电火花等综合工序进行完成。
    不锈钢精密铸造的尺寸以及凹坑形状是有效的跟其产品的板边是一致的,在使用时主要是因为腊模主要用于工业蜡压型使用,因此在进行选择时其熔点不高且硬度不高,在使用时价格比较便宜且重量较轻的铝合金材料做模具。
    不锈钢精密铸造在生产时需要有效的对其蜡模的周边余量进行精修,在使用时有效的去毛刺后将多个单一的蜡模粘在预先准备好的模头上,此模头也是用蜡模生产出的工业蜡实芯模型。
    不锈钢精密铸造会有效的将其已经固定的模头上的多个蜡模涂上工业胶水后均匀喷上第 一层细砂,此砂颗粒很小、很细,这样能确保较终毛坯表面尽量的光滑。
    不锈钢精密铸造在第 一次砂喷完成并自然风干后,在使用的过程中会在蜡模的表面上继续上工业胶水,然后在有效的喷上第二层砂,其颗粒大小要比之前的第 一层砂来的大、来的粗,喷完第二层砂后也是在设定的恒温下让蜡模自然风干。
    不锈钢精密铸造在第二次砂喷完并自然风干后,依次类推进行第三次喷砂,第四次喷砂,第五次喷砂等工序。然后有效的根据其体积的大小以及表面要求以及自重等相应调节喷砂次数,一般情况下喷砂次数为3-7次。
    在铸造行业里工作的朋友都非常清楚,其硅溶胶精密铸造也叫做熔模精密铸造,这样的加工技术是一种少切削或者是无切削的铸造工艺,硅溶胶精密铸造同时也是铸造行业中非常先进的工艺技术。
    硅溶胶精密铸造不仅仅适用于各种类型、各种合金的铸造,在使用时这种技术工艺生产出来的铸件尺寸的精度以及表面的质量都是比其他的铸造方法要高很多,甚至是其他铸造方法难于铸的复杂、不易加工以及耐高温的铸件。
    我们要是想要生产其外形形状比较简单的产品,而且尺寸不太大的话,对尺寸精度要求很高的产品,我们就可以首先选择型材或者采用铸造碳素钢来加工。使用钢模具的优点是材料价格便宜,缺点是模具比较笨重,且对加工刀具有一定的要求。
    对于一些手工操作来说比较费劲。形状复杂,精度要求高而产品尺寸较大的话,可以考虑使用硅溶胶精密铸造来做,相对于钢模,铝模的优点是质量较轻,对加工模具的刀具要求不高。当然,材料的费用稍高。
    形状复杂,硅溶胶精密铸造铸件本身的尺寸也不是很大,对精度要求不是很高的产品,可以考虑使用铝框锡铋来做模具。锡铋模具的重量是比较重的,因为含有铋,但是对于制作复杂的模具来说,制作时间短,且省去了机加的费用。