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熔模鑄造

熔模鑄造通常是指在易熔材料製成模樣,在模樣表麵包覆若幹層耐火材料製成型殼,再將模樣熔化排出型殼,從而獲得無分型麵的鑄型,經高溫焙燒後即可填砂澆注的鑄造方案。這個過程的主要優點是它能夠快速、低成本地生產複雜金屬零件。

20世紀50年代,精鑄件模具設計主要靠設計人員在圖紙上進行手工二維串行設計,要求高、周期長,還容易出現反複。60年代後期,隨著計算機軟硬件技術的發展,開始出現了一些CAD模具設計軟件,如AutoCAD等,設計人員可以借助計算機進行CAD模具設計,大大提高了模具設計的效率,縮短了模具設計的周期。90年代出現了像UG、PRO/E、CATIA等功能強大的CAD/CAE/CAPP/CAM三維工程軟件,設計人員可借助它進行二次開發,完成模具的設計及製造過程,使模具的製造精度、周期提高到新的水平。到了本世紀,3D打印/快速成型技術開始與精密鑄造技術相結合,成為熔模鑄造最高效的方法,特別是對製造形狀複雜和具有自由曲麵的零件,其優越性更加明顯,在小批量或複雜形狀產品的鑄造方麵具有很好的應用和推廣價值,大大縮短了新產品投入市場的生產周期,實現快速占領市場的需要。


1. 不同蠟模/原型,適應不同鑄造需求:

- 作為熔模鑄造的模具原型,可以是SLA激光固化成型的,可以是SLS粉末燒結成型的,可以是PJM高精度蠟模,也可以是DLP投影固化成型,等等。(注:熔模鑄造的工藝細節需要根據不同的原型的特點和材料性能有針對性的進行調整)。
- 非蠟快速成型模型已確定有兩個重要優勢:首先,薄壁結構將允許采用快速成型模型鑄造;其次,相對強硬的非蠟模型允許模型采用精加工來提高表麵質量,然後將其轉移到鑄件表麵上。
2. 許多不同的快速成型蠟模/原型都很好地落在可接受的誤差範圍內(0.05~0.254 mm),並且大多數都滿足熔模鑄造所需的表麵質量(Ra 為16~20 μm):
- 在熔模鑄造中,模具與鑄件的表麵質量直接相關,大多數快速成型模型,可以用拋光來改善表麵質量。


1. 借助3D打印工藝,通過熔模鑄造可以製造出以前不可能完成的結構複雜的工件

- 3D打印蠟模、型芯的廣泛使用,使得內腔構造複雜的鑄造零件的生產得以實現, 不開型取模突破了取模方式對複雜鑄型的限製; 采用熱殼澆注,金屬充型能力強,可完成複雜鑄型的澆注

2. 使得小批量熔模鑄造的成本大幅下降

- 3D打印的最大優點就是高效,因此,對單件小批量產品,采用RP 技術,可以實現單件小批鑄件模製造的經濟化和快速反應。

- 可有效避免製作金屬模具對零件形狀、研發進程的製約,極大地壓縮開發周期,同時有效降低模具成本,生產複雜的高、精、尖鑄件。
 
3. 新型3D打印複合材料的研究與應用,可以顯著提高鑄件的質量,改善熔模鑄造工藝,擴大熔模鑄造的使用範圍。

 

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