增材制造技術在船用鑄件生產中的應用及技術特點

增材制造企業技術，俗稱3D打印。和傳統文化通過各種機械生產加工成型的減材制造系統技術及通過鑄造、鍛造、軋制成型等制造管理方式的不同之處，在於增材制造科學技術是通過使用計算機網絡設計3D建模，通過切片可以分為單層處理，然後學生進行逐層打印來堆積材料，最終沒有形成三維產品的一種更加高效的成型制造工程技術。rapid prototyping and additive manufacturing增材制造行業技術的實現我們需要利用計算機數字模擬、機電控制相關技術、材料學、信息分析處理這些技術與化學等諸多學科前沿技術教育相結合，被譽為“第三次工業革命”的核心關鍵技術。且已經在我國汽車、醫療、飛機制造、軍事工業等領域中得到人們廣泛應用。而隨著經濟技術的不斷提高進步，作為國家制造業中重要的一環——造船工業，增材制造工藝技術也在船舶建造及船用產品制造領域得到了實際應用，促進了船舶及其配套產品制造專業技術及能力的快速健康發展。

添加劑制造技術(3D打印)簡介

三維打印技術可以直接將虛擬電腦模型轉換為可見產品，其主要特點是大大簡化傳統的生產過程，有效地降低研發成本和周期。特別是大大降低和簡化了複雜結構件的生產成本和生產過程，在產品設計中發揮了重要作用。

根據最終產品，目前的增材制造技術主要分為兩個方向:

其中之一是可以快速原型技術及基於中國這樣一個技術的快速發展模具制造企業技術，該種成型方式方法主要包括用於新產品的設計軟件開發、rapid injection moulding快速制造模具以及精密熔模鑄造。通俗一點說，該運用不同方向主要內容不是沒有直接面向產品的打印制造，而是制造模型、模具、制模等用途。

另一個應用方向是在原型金屬絲上使用電子束、激光束、等離子體或離子束等高能束直接制造高性能金屬部件，通過固化和沉積粉末或逐層熔化粉末，可以直接印刷具有高強度和良好機械性能的金屬部件，這是MMT應用的最有價值的方向。

三維打印技術在船用鑄件生產中的應用及其技術特點

目前增材制造技術在鑄造領域的應用主要在快速砂型制造、金屬制品直接打印、模具制造、精密熔模鑄造、再制造等方面。至於船用鑄件的制造，無論是船體結構鑄件，還是柴油機等機械零件鑄件，其特點要么是一船一設計的小批量定制鑄件，要么是缸蓋、缸體等結構複雜的鑄件。應該說采用增材制造技術進行生產是非常合適的。但由於鑄件尺寸一般比較大，直接將金屬增材制造技術應用於零件制造的成本和效率與預期值相差甚遠。因此，目前在海洋鑄件生產領域，多采用增材制造技術快速打印複雜形狀的模具和砂型，實現複雜鑄件的快速鑄造。

三維進行噴塗材料粘結技術成型(3DP)制造砂型的特點

本文結合船用產品鑄造廠審批中涉及三維噴塗與粘接成型(三維打印)技術，分析了其技術特點，采用直接制造砂型的3DP技術，比較了其與傳統手工/機械鑄造的區別。

從模具設計上看，與傳統的鑄造制造工藝相比，3DP 印刷砂型可以大大縮短生產過程。在傳統的鑄造工藝中，模型制作、造型、芯子制作和盒子合攏這4個工序可以用3 DP 快速成型代替，因此芯子可以直接印刷，這大大縮短了產品的生產周期。特別適用於傳統鑄件的前期工藝論證和結構複雜的小批量鑄件的生產。

三維噴射粘結造型制造砂型的技術路線和工藝。

所示3DP快速發展成型的技術研究路線：

3D打印的技術路線

在3DP快速成型技術中，由於所用的原材料價格較低，主要是石英砂、樹脂和固化劑，而且成型過程不需要燒結處理，rapid prototyping types只需要粘合劑的硬化，因此技術相對成熟。 用於任何複雜形狀鑄件的砂型可以印刷有一定尺寸限制。

3DP 的具體工藝路線如下: 按照設計的鑄造工藝，將砂芯結構圖(三維造型)輸入計算機; 將造型數據導入印刷設備，准備打印; 准備打印材料; 在控制系統中設置打印參數; 打印機自動打印成型;。

3DP砂型

打印砂芯的方法如下:用粉末(石英砂)成型，打印頭根據預先輸入的斷面輪廓數據，在計算機的控制下，有選擇地定量噴在石英砂上。噴塗後，將成型筒降低設定的距離(板材厚度)，然後鋪上一層石英砂，噴嘴根據這個噴粘合劑建層，使浮砂最終被吹掉形成固體。