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        芻議快速成型技術(shù)在機械鑄造生產(chǎn)中的應(yīng)用

        2020-12-14 09:21:40王培海
        理論與創(chuàng)新 2020年20期
        關(guān)鍵詞:應(yīng)用

        【摘? 要】隨著市場競爭的不斷加劇,在社會生產(chǎn)中實現(xiàn)高效率和高利潤已成為所有生產(chǎn)部門的重點。因此,社會生產(chǎn)部門采用了先進的生產(chǎn)技術(shù)來提高生產(chǎn)效率和優(yōu)勢,在此基礎(chǔ)上,制造業(yè)提出了快速成型技術(shù)??焖俪尚图夹g(shù)已在短短幾十年間被應(yīng)用于許多行業(yè),例如汽車制造、航空航天、軍事生產(chǎn)等?;诖?,本文首先分析了快速成型技術(shù),隨后從三個方面分析了快速成型技術(shù)在機械鑄造生產(chǎn)中的應(yīng)用方法,最后分析了其應(yīng)用實例,以此來供相關(guān)人士交流參考。

        【關(guān)鍵詞】快速成型技術(shù);機械鑄造;應(yīng)用

        引言

        RP(Rapid? Prototyping,快速原型)技術(shù)是世界上一項新興的高科技成果,被稱為Rapid? Prototyping技術(shù)。核心技能是計算機技術(shù)和材料技術(shù)??焖俪尚图夹g(shù)放棄了傳統(tǒng)的加工方法,根據(jù)CAD產(chǎn)生的零件的幾何信息控制三維數(shù)控成型系統(tǒng),并通過激光束或其他方法層壓材料來形成零件。這種方法消除了對費時和昂貴的模具或特殊工具設(shè)計和加工的需求,從而大大提高了生產(chǎn)效率和制造靈活性。

        1.快速成型技術(shù)

        快速成型技術(shù)的工作原理是:由于任何三維部分都可以看作是許多二維平面的重疊,因此可以將三維部分劃分為多個平面幾何形狀,然后可以通過特定過程創(chuàng)建平面形狀。根據(jù)目標(biāo)零件的幾何要求將生產(chǎn)的平面圖形粘貼起來,以完成三維零件的生產(chǎn)??焖俪尚图夹g(shù)是隨著社會時代的發(fā)展趨勢而使用的計算機技術(shù)和材料技術(shù),因此快速成型技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。當(dāng)前,世界上有許多種快速原型制作技術(shù),但歸根結(jié)底,主要有以下幾類:

        一是輕聚合成型。該過程的原理是:使用液態(tài)光敏樹脂作為生產(chǎn)原料,并根據(jù)部件的橫截面形狀使用激光照射液態(tài)樹脂以固化液態(tài)樹脂。然后,在固化樹脂的表面上覆蓋一層液態(tài)樹脂,并使用相同的激光照射方法將新的樹脂層粘附到前一層。重復(fù)上述過程操作,直到零件生產(chǎn)完成。

        二是分層物理制造。該技術(shù)主要用于制造物理零件,使用的材料是薄材料,例如銀箔或紙。首先,在手術(shù)臺上放置一層箔紙,然后使用激光根據(jù)零件橫截面的形狀和輪廓切割箔紙。切割完成后,將粘貼一層新的箔紙。重復(fù)上述步驟,直到完成整個部分。

        三是融合沉積建模。該技術(shù)使用具有較高熱塑性的材料,首先將其熔化,然后使用噴射器根據(jù)零件的截面輪廓噴涂一層。噴涂后,將噴嘴稍微向上移動并重復(fù)上述步驟,直到完成整個零件。

        四是選擇性激光燒結(jié),該方法更適合于制造空心零件。首先,在手術(shù)臺上放置一層原料粉末,然后使用激光進行選擇性燒結(jié)。一層完成后,燒結(jié)下一層,最后完成整個零件的生產(chǎn)。

        2.快速成型技術(shù)在機械鑄造生產(chǎn)中的應(yīng)用

        自從提出以來,快速成型技術(shù)就一直嘗試應(yīng)用于機械鑄造行業(yè),并且通過多年的實驗和實踐,快速成型技術(shù)和機械鑄造技術(shù)已經(jīng)完美地結(jié)合在一起,并在機械鑄造行業(yè)中得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。

        2.1直接鑄造法

        直接鑄造法是指使用快速成型技術(shù)直接鑄造機械零件的模型,然后通過金屬注入鑄造的方法。首先,自己鑄造外殼模具,這種鑄造方法中使用的快速成型技術(shù)是選擇性激光燒結(jié)。在一般情況下,通常使用陶瓷粉末作為原料,并且在燒結(jié)過程中僅燒結(jié)零件輪廓,因此零件仍然是粉末,這有利于零件的注射。與傳統(tǒng)的澆鑄方法相比,它可以節(jié)省很多鏈接,例如模型制作,工程圖設(shè)計等,設(shè)計人員只需將零件的設(shè)計模型數(shù)據(jù)發(fā)送到生產(chǎn)車間系統(tǒng)即可直接澆鑄零件。因此,該生產(chǎn)方法是快速且有效的,但是鑄件的表面比常規(guī)方法更粗糙。其次,直接鑄造模型。此方法中使用的快速成型技術(shù)是分層的實體制造,使用該技術(shù)建立零件模型,然后澆鑄零件。使用此方法鑄造零件速度很快,并且由于模型材料的靈活性,該方法適用于制造內(nèi)部結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的零件。另外,使用該方法的零件成本低并且生產(chǎn)效率良好。

        2.2一次轉(zhuǎn)制法

        此方法主要結(jié)合使用快速成型技術(shù)和其他鑄造技術(shù)來獲得零件。通常情況下,可以使用快速成型技術(shù)鑄造母模,然后與砂模,熔模和其他鑄造方法結(jié)合以獲得金屬零件。此過程通常更適合于小批量生產(chǎn)。首先是砂型鑄造模具的快速成型技術(shù)。該方法的第一步是使用快速成型技術(shù)將樹脂材料澆鑄到模型中,然后噴涂以得到合適的原型。接下來,需要將原型模型放入核心箱中以進行交付,主要過程是使用關(guān)聯(lián)的軟件來設(shè)置要處理的零件的邊距,然后將獲取的幾何數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C,以便可以獲取修改的零件。然后將所有模型連接在一起以形成模板,并使用背面形成蜂窩結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是不僅可以節(jié)省鑄造材料,還可以節(jié)省鑄造時間。另外,應(yīng)根據(jù)模型的實際耐壓能力設(shè)計蜂窩結(jié)構(gòu),并且可以對模型進行電鍍以增加模型的耐磨性。第二個是Banyan? Mold的快速原型技術(shù)。該技術(shù)主要使用相關(guān)軟件對陶瓷殼體進行鑄造,可以減少鑄造環(huán)節(jié),節(jié)省投資鑄造時間。同時,陶瓷殼模型可以完全忽略蠟?zāi)5淖冃我蜃?,從而可以有效地提高零件的加工質(zhì)量。第三是用于快速鑄造鑄件模塊原型的技術(shù)。在此過程中,使用三維打印類型的熱塑性材料快速成型,然后將耐火材料放入成型模型中,并放入裝有沙子的盒子中。之后,立即將盒子內(nèi)的所有空氣吸入,以形成真空環(huán)境,因此砂??瓷先ズ芫o湊。將金屬放入噴嘴中,然后使其緩慢流入砂模中,然后可以燃燒圖案以獲得金屬零件。如果此方法效果不佳,則激光燒結(jié)也是一個不錯的選擇,它主要使用PMMA粉末澆鑄圖案,以避免在燃燒完成后重新染色。

        2.3二次轉(zhuǎn)制法

        該方法主要使用快速成型法鑄造原型模具。在鑄造圓形模具時,通過使用硅橡膠,環(huán)氧樹脂和其他材料,以及通過使用軟模具和適當(dāng)?shù)蔫T造工藝,可以達到一定程度的精度。度金屬零件。此過程稱為二次變換方法,因為它至少需要兩次變換。此方法更適合批量鑄造,主要技術(shù)方面主要是表面粗糙化和零件尺寸控制方法,因此這種方式也不是最為廣泛應(yīng)用的快速成型技術(shù)。

        3.快速成型技術(shù)的實例分析

        在實際的零件鑄造生產(chǎn)中,快速成型技術(shù)主要用于產(chǎn)品設(shè)計和試生產(chǎn),實際裝配確認(rèn)和產(chǎn)品性能分析研究的生產(chǎn)過程中。首先,美國克萊斯勒公司使用快速成型技術(shù)對變速桿進行了測試,然后對變速桿樣品進行了一系列實驗,以確認(rèn)該產(chǎn)品是否合格。對比分析表明,不使用快速原型技術(shù),樣品生產(chǎn),加工和測試需要額外的18周時間和40,000美元。其次,美國克萊斯勒公司將快速成型技術(shù)應(yīng)用于發(fā)動機組裝和發(fā)電機進氣道設(shè)計。以發(fā)動機設(shè)計為例,過去,發(fā)動機缸蓋的模型生產(chǎn)時間大約為一個月,但是新技術(shù)將模型生產(chǎn)時間縮短為一周,從而大大提高了零件生產(chǎn)效率。

        4.結(jié)束語

        從以上可以看出,快速成型技術(shù)被廣泛使用,并且將該技術(shù)用于處理不僅提高了處理質(zhì)量,而且還提高了工作效率。如果要在該領(lǐng)域中做好工作,則需要掌握直接鑄造方法,一階轉(zhuǎn)換方法以及二階轉(zhuǎn)換方法的具體應(yīng)用方法。因此,在今后的工作中,相關(guān)工作人員應(yīng)通過制定更完整的計劃,積極工作,認(rèn)真思考,努力更好地發(fā)展快速成型技術(shù)。

        參考文獻

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        [2]白龍. 淺談3D打印SLM技術(shù)在機械自動化加工中的應(yīng)用[J]. 科技經(jīng)濟導(dǎo)刊, 2018, v.26;No.633(07):47.

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        [4]朱濤. 快速成型技術(shù)在集成制造及數(shù)控機械制造中的應(yīng)用探究[J]. 微計算機信息, 2018, 000(008):145-146.

        作者簡介: 王培海(1972.9-), 男,漢族,山東諸城人,碩士,高級工程師,研究方向為機械制造、熱加工和企業(yè)信息化、政府信息化。

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