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    精密铸 造领域中的快速成型技术的发展前景

    作者:高新铸业 日期:2019-02-28
    内容摘要:快速成型有多种工艺,其中有 一种激光选区烧结法(SLS)日趋应用广泛,本文将 研究激光选区烧结法和精密铸造的联系,从而改 进目前的精密铸造工艺,慢慢将 当下飞速发展的快速成型的技术推广

    1快速成 型介入铸造领域,将产生 全新的铸造工艺

    快速成型有多种工艺,其中有 一种激光选区烧结法(SLS)日趋应用广泛,本文将 研究激光选区烧结法和精密铸造的联系,从而改 进目前的精密铸造工艺,慢慢将 当下飞速发展的快速成型的技术推广到传统精密铸造领域中。

    2快速成 型中的激光选区烧结法,可用与 铸造蜡模的制作

    激光选 区烧结法用红外激光器为动力源,使用的 造型材料多种多样,但多为粉末材料。该法材 料的选择范围广,材料的利用率高,成型速 度比其他的快速成型速度快等优点。SLS工艺又 称为选择性激光烧结,将材料 粉末泼洒到产品的的表面上,用工具 将多余的粉末去除,用高强 度的激光烧结器在铺出的粉末上烧结出产品的截面,并和下 方己成形的部分粘结在一起。然后再 铺上新的一层材料粉末继续烧结。SLS工艺的 较大优点就是选材较为广泛,尼龙、ABS、金属和陶瓷粉末、蜡、聚碳酸 脂都可以选做烧结材料。

    如果成 型材料选择为蜡,可以打 印出用传统模具无法制作出来的蜡模,传统的铝制蜡模模具,本身需 要数控加工而出,尤其在 批量不大的时候,制作成本偏高。而且模 具脱模对产品有极大的限制,必须要 求产品结构容易脱模,复杂的 结构就无法完成。而3d打印则 不受产品结构复杂的限制,不用考虑模具的制作,直接成型。

    有了蜡模后,可以利 用传统的熔模铸造等方法来精密铸造出各种产品,该技术 可以大量用于复杂铸件比如发动机等机械铸造领域。以六缸 发动机盖为范例,该产品外形尺寸为1072mmX397mmX22mm尺寸精度要求为200偏差0.2mm,该产品结构复杂,精度要求高,按照传 统的研发周期大约在5个月左右,经过快速成型的介入,该产品 制作周期缩短为一周。而且由 于不用进行繁琐耗人工传统的木模加工,成本还低于传统工艺。而制作 的精度也满足产品要求。完全不用二次修改。

    3铸造领 域中的快速成型技术有很大的发展前景

    快速成 型技术在传统的铸造行业目前使用极少,作为一 项快速成长的技术,在铸造 行业有着较高的推广价值。

    精密铸 造其中较为常用的是熔模铸造,也称失蜡铸造:选用适 宜的熔模材料制(如石蜡)造熔模;在熔模 上重复沾耐火涂料与撒耐火砂工序,硬化型壳及干燥;再将内 部的熔模溶化掉,获得型腔;焙烧型 壳以获得足够的强度,及烧掉 残余的熔模材料,浇注所 需要的金属材料;凝固冷却,脱壳后清砂,从而获 得高精度的成品。根据产 品需要或进行热处理与冷加工和表面处理。 

    精密浇 铸是相对于传统的铸造工艺而言的一种铸造方法。它能获 得相对准确地形状和较高的铸造精度。

    较普遍的做法是:首先做出所需毛坯(可留余 量非常小或者不留余量)的电极,然后用 电极腐蚀模具体,形成空腔。再用浇铸的方法铸蜡,获得原始的蜡模。在蜡模 上一层层刷上耐高温的液体砂料。待获得 足够的厚度之后晾干,再加温,使内部的蜡模溶化掉,获得与 所需毛坯一致的型腔。再在型腔里浇铸铁水,固化之后将外壳剥掉,就能获 得精密制造的成品啦。

    大量生 产的工厂应创造条件采用技术先进的造型、造芯方法。老式的 震击式或震压式造型机生产线生产率不够高,工人劳动强度大,噪声大,不适应 大量生产的要求,应逐步加以改造。对于小型铸件,可以采 用水平分型或垂直分型的无箱高压造型机生产线、实型造 型生产效率又高,占地面积也少;对于中 件可选用各种有箱高压造型机生产线、气冲造型线,以适应快速、高精度 造型生产线的要求,造芯方法可选用:冷芯盒、热芯盒、壳芯等高效制芯方法。

    中等批 量的大型铸件可以考虑应用树脂自硬砂造型和造芯。

    单件小 批生产的重型铸件,手工造 型仍是重要的方法,手工造 型能适应各种复杂的要求比较灵活,不要求很多工艺装备。可以应用水玻璃砂型、VRH法水玻璃砂型、有机酯 水玻璃自硬砂型、粘土干型、树脂自 硬砂型及水泥砂型等;对于单 件生产的重型铸件,采用地 坑造型法成本低,投产快。批量生 产或长期生产的定型产品采用多箱造型、劈箱造型法比较适宜,虽然模具、砂箱等开始投资高,但可从节约造型工时、提高产 品质量方面得到补偿。

    低压铸造、压铸、离心铸造等铸造方法,因设备 和模具的价格昂贵,所以只适合批量生产。

    精密铸 造气孔的预防措施

    1、对复杂的薄壁铸件,为提高 精密铸造型壳透气性,在可能情况下,在较高处可设排气孔。合理设置浇注系统,防止浇注卷气,并有利 于型腔中气体排出。

    2、适当提高浇注温度,尽量降 低浇包嘴至浇口杯距离,降低浇注速度,使金属液能平稳充型,防止卷入气体,使型腔 中及液体金属中气体能顺利排出。

    3、脱蜡时 应将模料排除干净,残余模料应尽量少。

    4、型壳焙烧要充分,应有足够高的温度;硅溶胶 和硅酸乙酯型壳950~1100摄氏度,水玻璃型壳850~900摄氏度;以保证 精密铸造型壳焙烧透,发气物质充分排除。焙烧完 全的型壳为白色或淡灰色,不应有黑斑。


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