芻議快速成型技術在機械鑄造生產中的應用

【摘? 要】隨著市場競爭的不斷加劇，在社會生產中實現(xiàn)高效率和高利潤已成為所有生產部門的重點。因此，社會生產部門采用了先進的生產技術來提高生產效率和優(yōu)勢，在此基礎上，制造業(yè)提出了快速成型技術。快速成型技術已在短短幾十年間被應用于許多行業(yè)，例如汽車制造、航空航天、軍事生產等?；诖?，本文首先分析了快速成型技術，隨后從三個方面分析了快速成型技術在機械鑄造生產中的應用方法，最后分析了其應用實例，以此來供相關人士交流參考。

【關鍵詞】快速成型技術;機械鑄造;應用

引言

RP（Rapid? Prototyping，快速原型）技術是世界上一項新興的高科技成果，被稱為Rapid? Prototyping技術。核心技能是計算機技術和材料技術。快速成型技術放棄了傳統(tǒng)的加工方法，根據(jù)CAD產生的零件的幾何信息控制三維數(shù)控成型系統(tǒng)，并通過激光束或其他方法層壓材料來形成零件。這種方法消除了對費時和昂貴的模具或特殊工具設計和加工的需求，從而大大提高了生產效率和制造靈活性。

1.快速成型技術

快速成型技術的工作原理是：由于任何三維部分都可以看作是許多二維平面的重疊，因此可以將三維部分劃分為多個平面幾何形狀，然后可以通過特定過程創(chuàng)建平面形狀。根據(jù)目標零件的幾何要求將生產的平面圖形粘貼起來，以完成三維零件的生產?？焖俪尚图夹g是隨著社會時代的發(fā)展趨勢而使用的計算機技術和材料技術，因此快速成型技術得到了廣泛的應用。當前，世界上有許多種快速原型制作技術，但歸根結底，主要有以下幾類：

一是輕聚合成型。該過程的原理是：使用液態(tài)光敏樹脂作為生產原料，并根據(jù)部件的橫截面形狀使用激光照射液態(tài)樹脂以固化液態(tài)樹脂。然后，在固化樹脂的表面上覆蓋一層液態(tài)樹脂，并使用相同的激光照射方法將新的樹脂層粘附到前一層。重復上述過程操作，直到零件生產完成。

二是分層物理制造。該技術主要用于制造物理零件，使用的材料是薄材料，例如銀箔或紙。首先，在手術臺上放置一層箔紙，然后使用激光根據(jù)零件橫截面的形狀和輪廓切割箔紙。切割完成后，將粘貼一層新的箔紙。重復上述步驟，直到完成整個部分。

三是融合沉積建模。該技術使用具有較高熱塑性的材料，首先將其熔化，然后使用噴射器根據(jù)零件的截面輪廓噴涂一層。噴涂后，將噴嘴稍微向上移動并重復上述步驟，直到完成整個零件。

四是選擇性激光燒結，該方法更適合于制造空心零件。首先，在手術臺上放置一層原料粉末，然后使用激光進行選擇性燒結。一層完成后，燒結下一層，最后完成整個零件的生產。

2.快速成型技術在機械鑄造生產中的應用

自從提出以來，快速成型技術就一直嘗試應用于機械鑄造行業(yè)，并且通過多年的實驗和實踐，快速成型技術和機械鑄造技術已經完美地結合在一起，并在機械鑄造行業(yè)中得到了廣泛的推廣和應用。

2.1直接鑄造法

直接鑄造法是指使用快速成型技術直接鑄造機械零件的模型，然后通過金屬注入鑄造的方法。首先，自己鑄造外殼模具，這種鑄造方法中使用的快速成型技術是選擇性激光燒結。在一般情況下，通常使用陶瓷粉末作為原料，并且在燒結過程中僅燒結零件輪廓，因此零件仍然是粉末，這有利于零件的注射。與傳統(tǒng)的澆鑄方法相比，它可以節(jié)省很多鏈接，例如模型制作，工程圖設計等，設計人員只需將零件的設計模型數(shù)據(jù)發(fā)送到生產車間系統(tǒng)即可直接澆鑄零件。因此，該生產方法是快速且有效的，但是鑄件的表面比常規(guī)方法更粗糙。其次，直接鑄造模型。此方法中使用的快速成型技術是分層的實體制造，使用該技術建立零件模型，然后澆鑄零件。使用此方法鑄造零件速度很快，并且由于模型材料的靈活性，該方法適用于制造內部結構更復雜的零件。另外，使用該方法的零件成本低并且生產效率良好。

2.2一次轉制法

此方法主要結合使用快速成型技術和其他鑄造技術來獲得零件。通常情況下，可以使用快速成型技術鑄造母模，然后與砂模，熔模和其他鑄造方法結合以獲得金屬零件。此過程通常更適合于小批量生產。首先是砂型鑄造模具的快速成型技術。該方法的第一步是使用快速成型技術將樹脂材料澆鑄到模型中，然后噴涂以得到合適的原型。接下來，需要將原型模型放入核心箱中以進行交付，主要過程是使用關聯(lián)的軟件來設置要處理的零件的邊距，然后將獲取的幾何數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C，以便可以獲取修改的零件。然后將所有模型連接在一起以形成模板，并使用背面形成蜂窩結構，這種結構的優(yōu)點是不僅可以節(jié)省鑄造材料，還可以節(jié)省鑄造時間。另外，應根據(jù)模型的實際耐壓能力設計蜂窩結構，并且可以對模型進行電鍍以增加模型的耐磨性。第二個是Banyan? Mold的快速原型技術。該技術主要使用相關軟件對陶瓷殼體進行鑄造，可以減少鑄造環(huán)節(jié)，節(jié)省投資鑄造時間。同時，陶瓷殼模型可以完全忽略蠟模的變形因子，從而可以有效地提高零件的加工質量。第三是用于快速鑄造鑄件模塊原型的技術。在此過程中，使用三維打印類型的熱塑性材料快速成型，然后將耐火材料放入成型模型中，并放入裝有沙子的盒子中。之后，立即將盒子內的所有空氣吸入，以形成真空環(huán)境，因此砂?？瓷先ズ芫o湊。將金屬放入噴嘴中，然后使其緩慢流入砂模中，然后可以燃燒圖案以獲得金屬零件。如果此方法效果不佳，則激光燒結也是一個不錯的選擇，它主要使用PMMA粉末澆鑄圖案，以避免在燃燒完成后重新染色。

2.3二次轉制法

該方法主要使用快速成型法鑄造原型模具。在鑄造圓形模具時，通過使用硅橡膠，環(huán)氧樹脂和其他材料，以及通過使用軟模具和適當?shù)蔫T造工藝，可以達到一定程度的精度。度金屬零件。此過程稱為二次變換方法，因為它至少需要兩次變換。此方法更適合批量鑄造，主要技術方面主要是表面粗糙化和零件尺寸控制方法，因此這種方式也不是最為廣泛應用的快速成型技術。

3.快速成型技術的實例分析

在實際的零件鑄造生產中，快速成型技術主要用于產品設計和試生產，實際裝配確認和產品性能分析研究的生產過程中。首先，美國克萊斯勒公司使用快速成型技術對變速桿進行了測試，然后對變速桿樣品進行了一系列實驗，以確認該產品是否合格。對比分析表明，不使用快速原型技術，樣品生產，加工和測試需要額外的18周時間和40，000美元。其次，美國克萊斯勒公司將快速成型技術應用于發(fā)動機組裝和發(fā)電機進氣道設計。以發(fā)動機設計為例，過去，發(fā)動機缸蓋的模型生產時間大約為一個月，但是新技術將模型生產時間縮短為一周，從而大大提高了零件生產效率。

4.結束語

從以上可以看出，快速成型技術被廣泛使用，并且將該技術用于處理不僅提高了處理質量，而且還提高了工作效率。如果要在該領域中做好工作，則需要掌握直接鑄造方法，一階轉換方法以及二階轉換方法的具體應用方法。因此，在今后的工作中，相關工作人員應通過制定更完整的計劃，積極工作，認真思考，努力更好地發(fā)展快速成型技術。

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作者簡介： 王培海（1972.9-）， 男，漢族，山東諸城人，碩士，高級工程師，研究方向為機械制造、熱加工和企業(yè)信息化、政府信息化。