快速成型和精密鑄造的結合

蔣 曄（常州紡織服裝職業技術學院,江蘇 常州 213164）

快速成型和精密鑄造的結合

蔣 曄
（常州紡織服裝職業技術學院,江蘇 常州 213164）

本文將新興的快速成型技術中的分支激光選區燒結法和傳統的鑄造工藝結合起來，詳細的解釋了該結合工藝的優點，并舉出范例分析，該工藝在今后的精密鑄造業中有很高的推廣價值。

快速成型; 精密鑄造; 激光選區燒結法

1 快速成型介入鑄造領域，將產生全新的鑄造工藝

快速成型有多種工藝，其中有一種激光選區燒結法（SLS）日趨應用廣泛，本文將研究激光選區燒結法和精密鑄造的聯系，從而改進目前的精密鑄造工藝，慢慢將當下飛速發展的快速成型的技術推廣到傳統精密鑄造領域中。

2 快速成型中的激光選區燒結法，可用與鑄造蠟模的制作

激光選區燒結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，材料的利用率高，成型速度比其他的快速成型速度快等優點。SLS工藝又稱為選擇性激光燒結，將材料粉末潑灑到產品的的表面上，用工具將多余的粉末去除，用高強度的激光燒結器在鋪出的粉末上燒結出產品的截面，并和下方已成形的部分粘結在一起。然后再鋪上新的一層材料粉末繼續燒結，具體如圖1所示。SLS工藝的最大優點就是選材較為廣泛，尼龍、ABS、金屬和陶瓷粉末、蠟、聚碳酸脂都可以選做燒結材料。

圖1 激光選區燒結法的原理圖

如果成型材料選擇為蠟，可以打印出用傳統模具無法制作出來的蠟模，傳統的鋁制蠟模模具，本身需要數控加工而出，尤其在批量不大的時候，制作成本偏高。而且模具脫模對產品有極大的限制，必須要求產品結構容易脫模，復雜的結構就無法完成。圖2為掃雪機箱體，以此為范例，用傳統模具就無法脫模。而3d打印則不受產品結構復雜的限制，不用考慮模具的制作，直接成型。

有了蠟模后，可以利用傳統的熔模鑄造等方法來精密鑄造出各種產品，該技術可以大量用于復雜鑄件比如發動機等機械鑄造領域。以六缸發動機蓋為范例，該產品外形尺寸為1072 mm X397 mm X22mm尺寸精度要求為200偏差0.2mm，該產品結構復雜，精度要求高，按照傳統的研發周期大約在5個月左右，經過快速成型的介入，該產品制作周期縮短為一周。而且由于不用進行繁瑣耗人工傳統的木模加工，成本還低于傳統工藝。而制作的精度也滿足產品要求。完全不用二次修改（圖3）。

圖2 掃雪機箱體粉末燒結出的蠟模

圖3 大型發動機缸蓋制作過程

3 鑄造領域中的快速成型技術有很大的發展前景

快速成型技術在傳統的鑄造行業目前使用極少，作為一項快速成長的技術，在鑄造行業有著較高的推廣價值。

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蔣曄（1974-），男，高級工程師。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.260