快速原型技術在熔模鑄造中的應用

在制造業企業特別是中國航空、航天、國防、汽車等重點發展行業，其基礎的核心功能部件進行一般數據均為金屬材料零件，而且相當多的金屬零件是非對稱性的、有著一個不規則曲面或結構比較複雜而內部又含有精細管理結構的零件，這些工作零件的生產常采用鑄造或解體加工的方法。熔模鑄造需用母模或過渡模來複制金屬件，china rapid prototyping模具的設計與制造已經成為鑄件產品生產的瓶頸。快速提高成型工藝技術人員能夠更加快捷地提供一種精密鑄造所需的蠟模或可消失熔模，解決了傳統文化鑄造中蠟模或木模等制備周期長、投入大和學生難以通過制作曲面等複雜構件的難題，極大地提高了社會生產經營效率和制造柔性。

隨著數控加工、鑄造、金屬冷噴塗、矽膠模具等制造方法的發展，快速自動成形已成為現代模具、模具和零件制造的有力手段。 熔模鑄造技術與快速成型技術的有機結合，實現了低成本、高效益的生產，達到了鑄件生產個性化、多樣化、快速鑄造的目的。

快速成型技術

快速成型技術的制造過程

快速原型制造技術又稱快速原型制造技術

RapidPrototypingManufacturing，簡稱RPM)。它包 括SLS、SLA、SLM等成型研究方法,集成了CAD技術、數控系統技術、rapid machining services激光信息技術和材料科學技術等現代企業科技發展成果。與傳統中國制造管理方法具有不同，快速成型的過程是首先可以生成 一個公司產品的三維CAD實體經濟模型或曲面分析模型設計文件，將實體關系模型數據轉換成RP文件作為標准的STL格式(Sterolithography)，並對文件轉換中出現的錯誤問題進行及時修補。然後，將上述每一片層的資料傳到快速實現自動成型機中去，用材料添加法並以激光為加熱源，依次將每一層燒結或熔結並同時連結各層，直到學生完成對於整個工作零件。SLS成型方式方法以及成型材料為各種可燒結粉末，如石蠟、塑料、低熔點金屬粉末或它們的混合粉末，根據施工工藝條件要求，選取一些相應的材料，從而能夠快速堆積制作相關產品服務實體網絡模型。熔模快速成型加工技術處理工藝操作流程見圖1。

投資快速成型工藝流程

快速成型和熔模鑄造的結合過程

精密鑄造是所有鑄造方法中最精確的成型方法，且重複性好，鑄件只需少量加工。精密鑄造首先需要設計和制造蠟模或其他消耗型模具。根據鑄件的複雜程度和尺寸，通常需要幾周到幾個月的時間。拿到模具後又要一周才能拿到鑄件。這幾周主要用來做蠟模和殼。在小批量生產中，模具成本昂貴。

RPM技術企業不用中國制造以及模具，可直接成型精鑄用 蠟模。蠟模的激光能夠快速發展成型(SLS法)使用的造型設計材料為石蠟粉末，其工藝研究過程是先在管理工作水平台上鋪上一層粉末，在計算機系統控制下用激光束有選擇地進行不同燒結(零件的空心結構部分不燒結，仍為粉末直接材料)，被燒結過程中部分便固化在rapid prototype machining一起共同構成一個零件的實心部分。一層完成後再進行計算下一層，新一層與其上一層被牢牢地燒結在一起。全部燒結完成後，去除多餘的粉末，便得到燒結成的蠟模。該工藝的特點是建築材料不能適應社會面廣，用鑄造蠟可制造精鑄蠟模，用陶瓷粉末能制造工程陶瓷型殼，用金屬粉末能制成壓制蠟模的金屬模具。 快速提高成型分析技術在精密鑄造中的應用我們可以主要分為以下三種基本情況，

一種是成型蠟模或EPC，即精密鑄造原型，用於複雜鑄件的小批量生產、產品開發或試制。

第二種是直接炮彈法，用於小批量生產。

三是快速發展成型蠟模模具即母模，用於大批量生產。這些研究方法以及解決了傳統教學方法的蠟模制造技術瓶頸問題，其工藝設計流程見圖2。