刍议快速成型技术在机械铸造生产中的应用

【摘  要】随着市场竞争的不断加剧，在社会生产中实现高效率和高利润已成为所有生产部门的重点。因此，社会生产部门采用了先进的生产技术来提高生产效率和优势，在此基础上，制造业提出了快速成型技术。快速成型技术已在短短几十年间被应用于许多行业，例如汽车制造、航空航天、军事生产等。基于此，本文首先分析了快速成型技术，随后从三个方面分析了快速成型技术在机械铸造生产中的应用方法，最后分析了其应用实例，以此来供相关人士交流参考。

【关键词】快速成型技术;机械铸造;应用

引言

RP（Rapid  Prototyping，快速原型）技術是世界上一项新兴的高科技成果，被称为Rapid  Prototyping技术。核心技能是计算机技术和材料技术。快速成型技术放弃了传统的加工方法，根据CAD产生的零件的几何信息控制三维数控成型系统，并通过激光束或其他方法层压材料来形成零件。这种方法消除了对费时和昂贵的模具或特殊工具设计和加工的需求，从而大大提高了生产效率和制造灵活性。

1.快速成型技术

快速成型技术的工作原理是：由于任何三维部分都可以看作是许多二维平面的重叠，因此可以将三维部分划分为多个平面几何形状，然后可以通过特定过程创建平面形状。根据目标零件的几何要求将生产的平面图形粘贴起来，以完成三维零件的生产。快速成型技术是随着社会时代的发展趋势而使用的计算机技术和材料技术，因此快速成型技术得到了广泛的应用。当前，世界上有许多种快速原型制作技术，但归根结底，主要有以下几类：

一是轻聚合成型。该过程的原理是：使用液态光敏树脂作为生产原料，并根据部件的横截面形状使用激光照射液态树脂以固化液态树脂。然后，在固化树脂的表面上覆盖一层液态树脂，并使用相同的激光照射方法将新的树脂层粘附到前一层。重复上述过程操作，直到零件生产完成。

二是分层物理制造。该技术主要用于制造物理零件，使用的材料是薄材料，例如银箔或纸。首先，在手术台上放置一层箔纸，然后使用激光根据零件横截面的形状和轮廓切割箔纸。切割完成后，将粘贴一层新的箔纸。重复上述步骤，直到完成整个部分。

三是融合沉积建模。该技术使用具有较高热塑性的材料，首先将其熔化，然后使用喷射器根据零件的截面轮廓喷涂一层。喷涂后，将喷嘴稍微向上移动并重复上述步骤，直到完成整个零件。

四是选择性激光烧结，该方法更适合于制造空心零件。首先，在手术台上放置一层原料粉末，然后使用激光进行选择性烧结。一层完成后，烧结下一层，最后完成整个零件的生产。

2.快速成型技术在机械铸造生产中的应用

自从提出以来，快速成型技术就一直尝试应用于机械铸造行业，并且通过多年的实验和实践，快速成型技术和机械铸造技术已经完美地结合在一起，并在机械铸造行业中得到了广泛的推广和应用。

2.1直接铸造法

直接铸造法是指使用快速成型技术直接铸造机械零件的模型，然后通过金属注入铸造的方法。首先，自己铸造外壳模具，这种铸造方法中使用的快速成型技术是选择性激光烧结。在一般情况下，通常使用陶瓷粉末作为原料，并且在烧结过程中仅烧结零件轮廓，因此零件仍然是粉末，这有利于零件的注射。与传统的浇铸方法相比，它可以节省很多链接，例如模型制作，工程图设计等，设计人员只需将零件的设计模型数据发送到生产车间系统即可直接浇铸零件。因此，该生产方法是快速且有效的，但是铸件的表面比常规方法更粗糙。其次，直接铸造模型。此方法中使用的快速成型技术是分层的实体制造，使用该技术建立零件模型，然后浇铸零件。使用此方法铸造零件速度很快，并且由于模型材料的灵活性，该方法适用于制造内部结构更复杂的零件。另外，使用该方法的零件成本低并且生产效率良好。

2.2一次转制法

此方法主要结合使用快速成型技术和其他铸造技术来获得零件。通常情况下，可以使用快速成型技术铸造母模，然后与砂模，熔模和其他铸造方法结合以获得金属零件。此过程通常更适合于小批量生产。首先是砂型铸造模具的快速成型技术。该方法的第一步是使用快速成型技术将树脂材料浇铸到模型中，然后喷涂以得到合适的原型。接下来，需要将原型模型放入核心箱中以进行交付，主要过程是使用关联的软件来设置要处理的零件的边距，然后将获取的几何数据传输到计算机，以便可以获取修改的零件。然后将所有模型连接在一起以形成模板，并使用背面形成蜂窝结构，这种结构的优点是不仅可以节省铸造材料，还可以节省铸造时间。另外，应根据模型的实际耐压能力设计蜂窝结构，并且可以对模型进行电镀以增加模型的耐磨性。第二个是Banyan  Mold的快速原型技术。该技术主要使用相关软件对陶瓷壳体进行铸造，可以减少铸造环节，节省投资铸造时间。同时，陶瓷壳模型可以完全忽略蜡模的变形因子，从而可以有效地提高零件的加工质量。第三是用于快速铸造铸件模块原型的技术。在此过程中，使用三维打印类型的热塑性材料快速成型，然后将耐火材料放入成型模型中，并放入装有沙子的盒子中。之后，立即将盒子内的所有空气吸入，以形成真空环境，因此砂模看上去很紧凑。将金属放入喷嘴中，然后使其缓慢流入砂模中，然后可以燃烧图案以获得金属零件。如果此方法效果不佳，则激光烧结也是一个不错的选择，它主要使用PMMA粉末浇铸图案，以避免在燃烧完成后重新染色。

2.3二次转制法

该方法主要使用快速成型法铸造原型模具。在铸造圆形模具时，通过使用硅橡胶，环氧树脂和其他材料，以及通过使用软模具和适当的铸造工艺，可以达到一定程度的精度。度金属零件。此过程称为二次变换方法，因为它至少需要两次变换。此方法更适合批量铸造，主要技术方面主要是表面粗糙化和零件尺寸控制方法，因此这种方式也不是最为广泛应用的快速成型技术。

3.快速成型技术的实例分析

在实际的零件铸造生产中，快速成型技术主要用于产品设计和试生产，实际装配确认和产品性能分析研究的生产过程中。首先，美国克莱斯勒公司使用快速成型技术对变速杆进行了测试，然后对变速杆样品进行了一系列实验，以确认该产品是否合格。对比分析表明，不使用快速原型技术，样品生产，加工和测试需要额外的18周时间和40，000美元。其次，美国克莱斯勒公司将快速成型技术应用于发动机组装和发电机进气道设计。以发动机设计为例，过去，发动机缸盖的模型生产时间大约为一个月，但是新技术将模型生产时间缩短为一周，从而大大提高了零件生产效率。

4.结束语

从以上可以看出，快速成型技术被广泛使用，并且将该技术用于处理不仅提高了处理质量，而且还提高了工作效率。如果要在该领域中做好工作，则需要掌握直接铸造方法，一阶转换方法以及二阶转换方法的具体应用方法。因此，在今后的工作中，相关工作人员应通过制定更完整的计划，积极工作，认真思考，努力更好地发展快速成型技术。

参考文献

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作者简介： 王培海（1972.9-）， 男，汉族，山东诸城人，硕士，高级工程师，研究方向为机械制造、热加工和企业信息化、政府信息化。