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  • 基于于光固化快速成型的精密铸造工艺分析
    发布日期:2018-08-08
      在我国   铸造主要存在3个难题:(1)可调节顶托生产效率不够高,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。如果将成型技术和   铸造技术结合起来,可以   地解决这些难题,从而提高产品的竞争力。
      成型(RapidPrototyping,RP)技术是 一种直接利用CAD数据制造产品零部件的制造技术。主要优越性在于成型技术的柔性高,,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,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成型技术,其特点是 不仅制造的、,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。
         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,   无分型面的铸型,高温焙烧后浇注金属,从而获得成品的   铸造技术,也被称为熔模铸造固。利用   铸造技术可以获得   的铸件,不加工或少量加工就能直接使用。
      成型技术和   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,另一方面没有成型技术,熔模的生产就是    铸造的瓶颈阶段;而没有   铸造,成型技术的应用就有很大的局限性团。基于光固化成型的精铸技术具有光固化成型与   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。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   铸造盘式脚手架配件行业有着重要意义。
      1工艺原理与流程
         铸造技术要先通过CAD数据模型,采用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   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   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   铸造,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:基于成型技术的   铸造工艺能够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,   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   熔模铸造工艺提供了一种新的手段。