王剛 王興華 代正偉

摘要：在我國(guó)科技的發(fā)展，各領(lǐng)域的技術(shù)水平逐漸提高的今天，先進(jìn)鑄造技術(shù)、重大工程特大型及關(guān)鍵零部件的鑄造成形技術(shù)、數(shù)字化智能化鑄造技術(shù)、綠色鑄造技術(shù)等方面形成一批世界一流的創(chuàng)新成果，為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要部門(mén)的裝備制造提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持，使我國(guó)從世界鑄造大國(guó)發(fā)展成為世界鑄造強(qiáng)國(guó)。

關(guān)鍵詞：先進(jìn)制造技術(shù);傳統(tǒng)鑄造企業(yè);應(yīng)用

引言

先進(jìn)制造技術(shù)，是指制造業(yè)不斷地吸收機(jī)械、電子、信息、材料及現(xiàn)代管理技術(shù)的相關(guān)最新成果，并將其綜合應(yīng)用于制造業(yè)的全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、敏捷生產(chǎn)，取得很好經(jīng)濟(jì)效果的制造技術(shù)的總稱(chēng)。

1輕金屬材料鑄造過(guò)程建模與數(shù)值模擬技術(shù)

鋁合金具有相對(duì)較輕的重量、較高的比抗拉強(qiáng)度和比彈性模量，越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于汽車(chē)工業(yè)和航空航天等領(lǐng)域。鎂合金是目前工程應(yīng)用中密度最小的金屬結(jié)構(gòu)材料，在實(shí)現(xiàn)汽車(chē)輕量化中應(yīng)用潛力巨大，受到了越來(lái)越多的關(guān)注?，F(xiàn)代成形制造技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)中，一個(gè)十分重要的發(fā)展趨勢(shì)是越來(lái)越多地運(yùn)用計(jì)算機(jī)建模與數(shù)值模擬技術(shù)，采用模擬技術(shù)已成為開(kāi)發(fā)成形加工產(chǎn)品新工藝、實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新的重要方法手段。在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，成形制造模擬技術(shù)不斷向廣度、深度發(fā)展，模擬技術(shù)已成為國(guó)際公認(rèn)的材料及制造科學(xué)的重要前沿領(lǐng)域。模擬技術(shù)用于輕金屬材料鑄造成形領(lǐng)域，可以縮短輕合金鑄件的研發(fā)周期并大大降低研發(fā)成本。

2造型材料

造型材料方面，國(guó)內(nèi)大多數(shù)廠(chǎng)家生產(chǎn)的呋喃樹(shù)脂粘結(jié)劑存在毒性大、高溫退讓性差、性能不穩(wěn)定、用于鑄鋼件時(shí)熱裂傾向嚴(yán)重、用于低碳鋼鑄造時(shí)鑄件表面滲碳滲硫等問(wèn)題，國(guó)外已采用環(huán)保型生物質(zhì)呋喃樹(shù)脂，具有毒性小、強(qiáng)度大、硬化速度快、成本低的優(yōu)點(diǎn)。國(guó)內(nèi)自硬砂應(yīng)用占比小，黏土砂應(yīng)用占比大，且大量使用毒性較大的煤粉黏土砂，國(guó)外主要采用酯硬化堿性酚醛樹(shù)脂砂或環(huán)保型呋喃樹(shù)脂自硬砂，鑄件表面質(zhì)量好且作業(yè)環(huán)境好。國(guó)內(nèi)冷芯盒制芯工藝還存在溶劑毒性大和粘模嚴(yán)重問(wèn)題。國(guó)產(chǎn)涂料品種單一、污染大、成本高、刷涂工藝落后、涂料混制批量小和自動(dòng)化程度低，質(zhì)量不穩(wěn)定。國(guó)內(nèi)舊砂再生回用率為30%～60%，很多小型鑄造企業(yè)舊砂全部排放，國(guó)外舊砂的再生回用率可達(dá)80%～90%.歐洲一些國(guó)家已將低成本環(huán)保的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑砂成功用于復(fù)雜壁薄精確的高端鑄件大批量生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)剛開(kāi)始探索試驗(yàn)。

3 3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)鑄造相結(jié)合

3D打印機(jī)根據(jù)三維數(shù)模將塑料、金屬粉末或固體無(wú)機(jī)物粉末等可黏合材料通過(guò)不同類(lèi)型的噴頭，逐層堆積在工作臺(tái)上并最終形成目標(biāo)零件。3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)的“減材”制造工藝不同，3D打印是通過(guò)鑄件添加材料完成工件的成型技術(shù)，在制作難度大或無(wú)法加工材料時(shí)有著明顯的優(yōu)勢(shì)。目前雖然3D打印金屬成型件工藝尚不是很成熟，而且成本相對(duì)較高，但在鑄造企業(yè)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中，3D打印砂芯再進(jìn)行傳統(tǒng)澆鑄的工藝方法，可大幅度節(jié)約新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，精度較高，并且節(jié)約了開(kāi)模等成本費(fèi)用，同時(shí)能幫助解決一些鑄造中無(wú)法解決的疑難問(wèn)題。

4計(jì)算機(jī)技術(shù)在鑄造企業(yè)生產(chǎn)管理中的具體應(yīng)用

（1）信息處理系統(tǒng)。鑄造企業(yè)要想提升自身的發(fā)展實(shí)力，需要做好對(duì)市場(chǎng)信息的篩選工作，構(gòu)建完善的企業(yè)發(fā)展模式。鑄造企業(yè)信息系統(tǒng)給鑄造企業(yè)的生產(chǎn)整個(gè)流程提供準(zhǔn)確的規(guī)劃，提高了鑄造產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，也提高了企業(yè)的發(fā)展效率。（2）鑄造中的工裝制造技術(shù)。鑄造企業(yè)在生產(chǎn)的過(guò)程中涉及到的層面較為廣泛，鑄造產(chǎn)品的最終完成需要前期運(yùn)用先進(jìn)的鑄造技術(shù)，設(shè)計(jì)出良好的模型，保證產(chǎn)品的質(zhì)量能夠達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為鑄造企業(yè)的生產(chǎn)提供了眾多的設(shè)計(jì)軟件類(lèi)型，為快速制造出質(zhì)量較高的鑄造產(chǎn)品提供保障。在模型制作的開(kāi)始就需要進(jìn)行綜合性的考慮，做好對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工以及裝配的各項(xiàng)工作的安排，減少產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中問(wèn)題的產(chǎn)生，提高鑄造產(chǎn)品的整體質(zhì)量。

5鑄造智能技術(shù)

（1）全流程虛擬制造技術(shù)。傳統(tǒng)鑄件工藝的設(shè)計(jì)往往需要大量設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的累積，而全流程虛擬制造技術(shù)通過(guò)知識(shí)庫(kù)的建立，匯總鑄造工藝設(shè)計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、經(jīng)驗(yàn)等理論知識(shí)和事實(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)鑄件工藝的設(shè)計(jì)有規(guī)律方法可循，結(jié)合工藝的模擬仿真，模擬鑄件在鑄造過(guò)程中的形狀、尺寸、內(nèi)部組織及缺陷的演變情況。針對(duì)模擬仿真的結(jié)果對(duì)工藝進(jìn)行優(yōu)化，已達(dá)到減少因工藝設(shè)計(jì)問(wèn)題而產(chǎn)生的生產(chǎn)損失的目的。（2）遠(yuǎn)程運(yùn)維技術(shù)。遠(yuǎn)程運(yùn)維技術(shù)是通過(guò)集中運(yùn)維資源，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)狀況，提前預(yù)防、管理、解決遇到的設(shè)備維護(hù)問(wèn)題，保障設(shè)備的開(kāi)動(dòng)率，提高生產(chǎn)效率。一改以往救火式的運(yùn)維管理模式，讓運(yùn)維人員及生產(chǎn)人員之間的溝通協(xié)作更加通暢。

結(jié)語(yǔ)

隨著鑄造行業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、產(chǎn)型升級(jí)成為必然，在保持鑄造行業(yè)平穩(wěn)發(fā)展的同時(shí)，提升技術(shù)能力水平，打造自動(dòng)化鑄造生產(chǎn)線(xiàn)，利用先進(jìn)制造技術(shù)，從根本上提升鑄造企業(yè)自身核心競(jìng)爭(zhēng)力，才能實(shí)現(xiàn)鑄造行業(yè)持續(xù)發(fā)展。

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