快速制造与铸造方法的选择

快速制造与铸造方法的选择

1、熔模铸造

SLS快速成形所得到的蜡模可直接用于熔模铸造得到金属件。这种快速成形工艺无需制造压型，大大缩短了毛坯的生产周期，并可实现小批量生产。

SLS制作蜡模不仅速度快，价格相对便宜，表面质量高，而且所用蜡料性质与一般铸造中的高温蜡料或中蜡料相似，只要对熔模铸造中现行的焙烧工艺稍微改变就可实现SLS蜡料的焙烧脱出。SLS蜡模在熔模铸造中的运用十分广泛，既可铸造小型精密铸件，也可制作大型复杂铸件，特别是可以与常规低熔点蜡模组焊成复合蜡模，即用普通蜡料压型制作铸件的简单部分，而用SLS制作复杂部分，大幅提高生产效率，降低蜡模制作成本。

用SLA法制作的树脂件也可用于熔模铸造，SLA树脂件强度高，表面质量好，所以可用于铸造非常精细的小型铸件。但由于焙烧工艺复杂，并要求采用易烧失的SLA专用树脂，原型件的制造成本也高，所以目前在国内运用还不如SLS法广泛。FDM也可挤出蜡料，只是FDM的成形速度慢，表质质量不高，所以这方面的应用也不多。

熔模精密铸造是实现铸件批量生产的有效方法之一。在传统的熔模铸造过程中，最困难的环节是快速制造制作熔模压型，对于形状复杂的大型件更为突出，通常是根据铸件的形状及尺寸进行设计，经金属切削加工制成，周期长并且成本高。采用快速成形技术制造母模，通过快速软模或快速过渡模等得到熔模铸造的压型。然后用此压型注射蜡模，再用此蜡模经传统的失蜡铸造工艺制作金属铸件，不仅工艺简单而且成本低。其制作工艺可以分为：(1) 用快速成形制作母模再翻制成硅橡胶软模、金属冷喷模、石膏型、陶瓷型和经过中间转换的合金模、电铸模、环氧树脂模等阴模当压型，压制蜡模；(2) 用快速成形直接制造压型，如华中科技大学开发的高分子/金属复合材料，用选择性激光烧结成形，制件经表面处理后可以直接作为熔模压型，从而大大简化了小批量生产铸件的步骤。

2、石膏型及陶瓷型精密铸造

石膏型及陶瓷型铸造具有高精度及低表面粗糙度值的优点。利用快速成形获得铸造陶瓷型或石膏型有多种途径：(1) 利用LOM、SLA、SLS、3DP制作的原型当母模，直接翻制成陶瓷型或石膏型，对于形状复杂不易拔模的制件可以先转制成硅橡胶型。这种方法的特点是成本低，且可实现小批量生产，但这种方法不适用形状复杂、不能拔模的制件；(2) 类似于熔模铸造的方法，用SLS、SLA、3DP或FDM制作蜡模，再熔失或烧失。

3、砂型铸造

传统的砂型铸造一般要先制木模，而木模制造靠人工的方法往往在技术、生产周期、精度及材质方面难于完全满足要求。用快速成形得到的LOM模型可以代替木模直接用于铸造生产。由于经过了特殊的处理，纸质模坚如硬木，表面光滑有利于砂型铸造。它在200℃以下工作，可以翻制50~200件砂型。其优点是成本低，制造速度快，无需高水平木模工和相应的木工机械就能在很短时间内制作高精度模样，对于形状复杂的大、中型铸件，其优点尤为突出。如发动机机体、缸盖、进（排）气管和底盘变速器离合器壳体等都可以用这种方法制造。纸质模或树脂模取代木模使得金属模胚的制造周期和成本大大降低，而且精度的提高可以减少机械加工余量和加工费用。

用SLS烧结覆膜砂可直接成形砂型（芯）用于铸造，这种方法经济快速，尤其对于内腔流道特别复杂的铸件有其它方法无法比拟的优势。