蔣 曄（常州紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇 常州 213164）

快速成型和精密鑄造的結(jié)合

蔣 曄
（常州紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇 常州 213164）

本文將新興的快速成型技術(shù)中的分支激光選區(qū)燒結(jié)法和傳統(tǒng)的鑄造工藝結(jié)合起來，詳細(xì)的解釋了該結(jié)合工藝的優(yōu)點，并舉出范例分析，該工藝在今后的精密鑄造業(yè)中有很高的推廣價值。

快速成型; 精密鑄造; 激光選區(qū)燒結(jié)法

1 快速成型介入鑄造領(lǐng)域，將產(chǎn)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(qū)燒結(jié)法（SLS）日趨應(yīng)用廣泛，本文將研究激光選區(qū)燒結(jié)法和精密鑄造的聯(lián)系，從而改進(jìn)目前的精密鑄造工藝，慢慢將當(dāng)下飛速發(fā)展的快速成型的技術(shù)推廣到傳統(tǒng)精密鑄造領(lǐng)域中。

2 快速成型中的激光選區(qū)燒結(jié)法，可用與鑄造蠟?zāi)５闹谱?/h2>

激光選區(qū)燒結(jié)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(yōu)點。SLS工藝又稱為選擇性激光燒結(jié)，將材料粉末潑灑到產(chǎn)品的的表面上，用工具將多余的粉末去除，用高強(qiáng)度的激光燒結(jié)器在鋪出的粉末上燒結(jié)出產(chǎn)品的截面，并和下方已成形的部分粘結(jié)在一起。然后再鋪上新的一層材料粉末繼續(xù)燒結(jié)，具體如圖1所示。SLS工藝的最大優(yōu)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(jié)材料。

圖1 激光選區(qū)燒結(jié)法的原理圖

如果成型材料選擇為蠟，可以打印出用傳統(tǒng)模具無法制作出來的蠟?zāi)?，傳統(tǒng)的鋁制蠟?zāi)Ｄ＞?，本身需要?shù)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(chǎn)品有極大的限制，必須要求產(chǎn)品結(jié)構(gòu)容易脫模，復(fù)雜的結(jié)構(gòu)就無法完成。圖2為掃雪機(jī)箱體，以此為范例，用傳統(tǒng)模具就無法脫模。而3d打印則不受產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜的限制，不用考慮模具的制作，直接成型。

有了蠟?zāi)：?，可以利用傳統(tǒng)的熔模鑄造等方法來精密鑄造出各種產(chǎn)品，該技術(shù)可以大量用于復(fù)雜鑄件比如發(fā)動機(jī)等機(jī)械鑄造領(lǐng)域。以六缸發(fā)動機(jī)蓋為范例，該產(chǎn)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(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度要求高，按照傳統(tǒng)的研發(fā)周期大約在5個月左右，經(jīng)過快速成型的介入，該產(chǎn)品制作周期縮短為一周。而且由于不用進(jìn)行繁瑣耗人工傳統(tǒng)的木模加工，成本還低于傳統(tǒng)工藝。而制作的精度也滿足產(chǎn)品要求。完全不用二次修改（圖3）。

圖2 掃雪機(jī)箱體粉末燒結(jié)出的蠟?zāi)?/p>

圖3 大型發(fā)動機(jī)缸蓋制作過程

3 鑄造領(lǐng)域中的快速成型技術(shù)有很大的發(fā)展前景

快速成型技術(shù)在傳統(tǒng)的鑄造行業(yè)目前使用極少，作為一項快速成長的技術(shù)，在鑄造行業(yè)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