快速成型和精密铸造的结合

蒋 晔（常州纺织服装职业技术学院,江苏 常州 213164）

快速成型和精密铸造的结合

蒋 晔
（常州纺织服装职业技术学院,江苏 常州 213164）

本文将新兴的快速成型技术中的分支激光选区烧结法和传统的铸造工艺结合起来，详细的解释了该结合工艺的优点，并举出范例分析，该工艺在今后的精密铸造业中有很高的推广价值。

快速成型; 精密铸造; 激光选区烧结法

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，并和下方已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，具体如图1所示。SLS工艺的最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。

图1 激光选区烧结法的原理图

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。图2为扫雪机箱体，以此为范例，用传统模具就无法脱模。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1072 mm X397 mm X22mm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（图3）。

图2 扫雪机箱体粉末烧结出的蜡模

图3 大型发动机缸盖制作过程

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。

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[2]陈鹏,陈敏.快速成型技术的研究现状及发展趋势[J].塑料制造,2008(06).

[3]孟宝全,赵淑玉.快速自动成型技术的原理及其发展趋势[J].装备制造技术,2008(04).

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蒋晔（1974-），男，高级工程师。

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