快速成型技术在熔模铸造中的应用.docx

快速成型技术在熔模铸造中的应用摘要：介绍了光固化立体造型技术，选择性激光烧结技术，熔融沉积成型技术，冰模快速成形技术的工艺流程及其在熔模铸造行业中的应用现状。阐述了四种不同技术下铸造的金属铸件的优缺点。对快速成型技术在熔模铸造中的应用前景进行展望。关键词：快速成型技术；熔模铸造；冰模快速成形ApplicationofrapidprototypingtechnologyininvestmentcastingSongXiuli,WeiXiuting,ZhouJunjie,WangYongqi,LiuXiaofei[SchoolofMechanicalEngineering,ShandongUniversityofTechnology]Abstract:Introducestheprocessflowofstereolithographyappearance,selectivelasersintering,fuseddepositionmolding,icemoldrapidprototypinganditsapplicationincastingindustry.Theadvantagesanddisadvantagesofmetalcastingscastwithfourdifferenttechniquesareexpounded.Theapplicationprospectofrapidprototypingtechnologyininvestmentcastingisputforward.Keywords:Rapidprototypingtechnology;Investmentcasting;Icemoldrapidprototyping0引言熔模铸造又称熔模精密铸造，是一种近净形的液态金属成型工艺。有着尺寸精密度高，外表面粗糙度小，可铸造结构形状复杂、精密的铸件，合金材料不受限制，大小批量生产均可适用等优点。但是又存在过程复杂，生产工序多，周期长等缺陷[1]。快速成型（RapidPrototyping,RP）技术，是一种用物料逐层或逐点沉积出制件的铸造方法。快速成型技术的加入明显地缩短了熔模铸造新产品的开发时间，提高产品开发速度，形成一种新的技术——快速熔模铸造（RapidInvestmentCasting,RIC）技术[2]，工艺流程如图1所示。图1.快速熔模铸造技术工艺流程图1快速成型方法快速成型技术最大的优点在于其制造过程的高柔性，只要用UG、SolidWorks、Pro/E等三维建模软件设计出机件的CAD模型，或者采用反向工程，运用最新的3D机器人扫描系统，根据已有的试件样品，扫描生成3D打印所需的三维模型，然后导出成STL格式，应用Cura、Slic3r等分层软件生成路径，最后通过相应技术硬件打印出试件原型。RP技术是RIC技术的第一步，其成型精密度对最终金属铸件的影响非常大，而快速成型技术的种类繁多，不同的RP技术的成型效果存在较大不同。本文主要阐述并对比了光固化立体造型（SLA）技术,选择性激光烧结（SLS）技术，熔融沉积（FDM）技术，冰模快速成形（IRP）技术在熔模铸造中的应用优点及不足。2RP技术在熔模铸造中的应用2.1SLA光固化立体造型技术光固化立体造型技术工艺如图2。图2.光固化立体造型技术（1）用扫描图将激光束扫描到树脂外表面使之曝光。液态树脂被激光照射到的部分发生固化进而形成所需截面。（2）升降台向下降落一个层厚，然后用相同的方式在该层面扫描，使其固化成型一个新的截面，依次类推，从而将截面一层层的叠合在一起，最终构成三维原型。（3）升降台向上升出液面，取出模样并进行检验及后处理。在造型结束后，用强紫外线照射造型后的模样，使未全部固化的树脂完全固化。去除模样的支撑并对模样进行修整。除此之外，逐层硬化的模样，不可避免地会在层与层之间出现台阶，这些细小的台阶必须去除。另外，要想对模样精度进一步提高，还需在模样表面进行喷砂处理。光固化立体造型技术的主要材料为光敏树脂，该技术是最早用于商用，同时也是精度最高、最成熟的快速成型技术。基于SLA的熔模铸造技术工艺过程如图1所示，将打印的原型均匀的挂上陶瓷浆料，待浆料充分凝结后，用800℃以上的高温瞬间气化其内的树脂原型，使其最大程度的消失，以提高型壳的精度，最后向型壳内浇筑金属液，待金属液冷却后去除型壳，得到最周的金属铸件，精抛光后得到最终产品。光固化立体造型得到的产品表面粗糙度Ra可达到3.2μm，经抛光后，表面粗糙度可达到1.2μm;尺寸精度在0.1%以内[3]。层间厚度已达到0.025mm，可成型的最小壁厚已达到0.7mm。浇注成型的金属铸件的尺寸精度按照GB/T6414标准，产品尺寸公差为3~4级，表而粗糙度Ra为3.2μm[4]。因其成型的精度