快速成形制造技术是目前国际上成型工艺中备受关注的焦点。精密铸件作为一项传统的工艺,制造成本低、工艺灵活性大,可以获得复杂形状和大型的铸件。充分发挥两者的特点和优势,可以在新产品试制中取得客观的经济效益。
3D打印包括SLS、SLA、SLM等3D打印成型方 法,与传统制造方法不同,3D打印从零件的CAD几何模型出发,通过软件分层离散和数控成型系统,用激光束或其他方法将材料堆积而形成实体零件,所以又称为材料添加制造法。由于它把复杂的三维制造转化为一系列二维制造的叠加,因而可以在不用模具和工具的条件下几乎能够生成任意复杂形状的零部件,很好地提高了生产效率和制造柔性。
与数控加工、铸造、金属冷喷涂、硅胶模等制造手段一起,快速自动成型已成为现代模型、模具和零件制造的强有力手段,是目前适合我国国情的实现金属零件的单件或小批量敏捷制造的有效方法,在航空航天、汽车摩托车、家电等领域得到了广泛应用。 3D打印技术能够快捷地提供精密铸造所需的蜡模或可消失熔模以及用于砂型铸造的木模或砂模, 解决了传统铸造中蜡模或木模等制备周期长、投入大和难以制作曲面等复杂构件的难题。而精密铸造技术(包括石膏型铸造)和砂型铸造技术,在我国是非常成熟的技术,这两种技术的有机结合,实现了生产的低成本和益,达到了快速制造的目的。
精密铸件的压注成型
压注成型的注蜡温度多在熔点以下,此时模料是液、固两相共存的浆状或糊状。呈浆状的模料中,液相量显著超过固相量,所以仍保留着液体的流动性。在这种状态下压注,熔模表面具有较低的粗糙度,而且不易出现由于紊流、飞溅带来的表面缺陷。糊状模料的温度比浆状模料更低,已失去流动性,虽少有表面缺陷,但却具有较高的表面粗糙度。
模料压注成型时,在保证良好充填情况下应尽量采用低的模料温度和压型工作温度。压力的选择并不是越大越好,虽然压力大熔模收缩率小,但压力和压注速度过大,会使熔模表面不光滑,产生“鼓泡”(熔模表皮下气泡膨胀),同时,使模料飞溅出现冷隔缺陷。在制模过程中,为了避免模料粘附压型,提高熔模表面光洁度,应使用分型剂,特别是对于松香基模料