在我国精密铸造领域主要存在3个难题:(1) 生产效率不够高,导致产品的成本难以控制;(2)造型无法再次利用,生产规模较小;(3)造型原材料利用率低,生产现场环境差。这也是 铸造行业被视为工艺原始、效率低下、污染严重的重要原因。如果将快速成型技术和精密铸造技术结合起来,可以有效地解决这些难题,从而提高产品的竞争力。
快速成型(RapidPrototyping,RP)技术是 一种直接利用CAD数据制造产品零部件的快速制造技术。主要优越性在于快速成型技术的柔性高,速度快,不需要工装、刀具即可完成复杂形状产品的制造,是 一种“无模制造”技术,快速成型技术可以缩短产品的设计和生产周期,降低产品的生产成本,并提高产品的制造质量。光固化快速成型技术又被称为立体光刻成型(StereoLithographyApparatus,SLA)技术,这是 一种利用液态光敏树脂的光聚合原理的快速成型技术,其特点是 不仅制造的速度快、精度高,并且使整个设计和制造过程能够脱离车间而在办公室内进行回。
精密铸造技术是 一种采用易熔材料制作模样,并用耐火材料包覆后制成型壳 ,再放置高温环境下将模样熔化排出,得到无分型面的铸型,高温焙烧后浇注金属,从而获得高精度成品的精密铸造技术,也被称为熔模铸造固。利用精密铸造技术可以获得精密的铸件,不加工或少量加工就能直接使用。
快速成型技术和精密铸造技术具有联系性和互补性,一方面两者都适合制造形状复杂的零件,另一方面没有快速成型技术,熔模的生产就是 精密铸造的瓶颈阶段;而没有精密铸造,快速成型技术的应用就有很大的局限性团。基于光固化成型的快速精铸技术具有光固化成型与精密铸造的优越性:1)柔性好,能够制造形状复杂零件;2)能对产品进行整体制造;3)能制造合金产品;4)无需模具和工装,降低成本;(5)由CAD数据制造,产品修正方便快捷。而采用光敏树脂材料取代蜡模,能够提高熔模的生产效率,这对于精密铸造 行业有着重要意义。
1工艺原理与流程
快速精密铸造技术要先通过CAD数据模型,采用快速成型技术制得模样原型,如通过SLA技术制得光敏树脂材料模样原型,然后采用挂浆淋砂法在光敏树脂模样上涂挂耐火型壳 ,通过高温焙烧使光敏树脂模样燃烧去除,然后进行金属浇注得到产品,从而实现高速制造和降低成本的目的。
2.制壳 工艺
(1)除油与脱脂。为了提高制造精度和涂料润湿模组表面的能力,在制壳 前,要先将模样表面的油污清理干净。
(2)添加导气孔。在树脂模样上安装蜡棒,使模样在受热时能将模壳 内的压力导出,防止型壳 胀裂,并使高温下燃烧更加充分,灰分残留较低。
(3)连接浇道。依照通常的方法连接浇道,使得蜡与树脂两种不同的材料可以粘接牢固。
(4)挂浆与淋砂。将模样浸泡在浆料中,从而使浆料能够充分地润湿树脂模样,并在其表面覆盖均匀,然后进行淋砂。
(5)干燥与硬化。每层型壳 都要进行,通过干燥与硬化工序,使浆料中的茹结剂由溶胶转变为凝胶,从而将耐火材料粘结牢固。
(6)疏通气孔。脱蜡前破开气孔蜡棒顶端的外壳 ,用烧红的铁丝刺透蜡棒,形成空气贯通孔。
(7)脱蜡处理。待型壳 硬化,需要将模组熔去。通常采用蒸汽脱蜡的方式进行:温度165℃,压力0.35MPa,时间10一15min。脱蜡后树脂模不发生明显形变,对外壳 影响小。
(8)焙烧型壳 。焙烧型壳 时要先将型壳 埋入箱内的砂粒之中,再装炉焙烧。通常的入炉温度是 750℃,之后升高到900一1100℃保持2h。在型壳 焙烧的同时,脱脂气化同步进行。
通过采用光固化快速成型技术获取树脂材料模样,随后用不同的金属材料(不锈钢和铝)进行 ,分为3组铸件进行加工试验,小批量试生产30件均获得了成功。加工试验证实:基于快速成型技术的快速精密铸造工艺能够完全省去传统易熔模铸造工艺中的模具加工环节,解决了传统铸造中模具制造难度大、周期长、费用高的难题,缩短了生产时间,降低了生产成本。此外,快速精密铸造工艺的柔性较好,可以加工形状较为复杂的零件,为小批量精密熔模快速铸造工艺提供了一种新的手段。
( )主营的项目: 、 、 产品质量稳定,交货及时,远销荷兰瑞士等国。