复杂铸件的快速制造

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复杂铸件的快速制造
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中国是铸造的大国，但不是铸造强国，许多中小企业长期依靠生产附加值低的简单铸件，而对技术难度较高的复杂铸件望而生畏。因为对于复杂铸件，特别是对于一些形状复杂且小批量生产的薄壁铸件，铸造一直是个难题。更何况现在客户对短周期及低成本要求很高，传统的工艺很难胜任。
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快速成形（RP）的出现和发展为解决上述问题提供了一条极具前景的新路，因此我们应好好运用这一先进技术为铸造业服务。快速成形技术（RP）是一种集计算机辅助设计、精密机械、数控激光技术和材料学为一体的新兴技术。它采用软件离散化和材料堆积的原理，将所设计物体的CAD模型转化为实物样件。由于RP技术采用将三维形体转化为二维平面分层制造的原理，因此能够处理任意复杂的构件，而且构件越是复杂越能体现它的优越性。
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但由快速成形设备生产的制件只是原型或模型而不是铸件，运用这些原型或模型来生产铸件可以选择多种工艺路线，而如何选择最佳的工艺路线则需要相应的专业知识。华中科技大学快速成形中心于1991年开始快速成形技术的研究，是中国最早开展该项技术研究的单位之一，并取得了丰硕的成果，成功推出了多种快速成形系统，经用户使用，产生了显著的经济效益和社会效益。近年来对快速成形在各行业中的运用，特别是对复杂铸件的快速制造开展了大量的研究，积累了丰富的经验。在此我们将这些研究成果介绍给读者。
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母模制造方法的选择与比较
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3 U, |; x0 N7 b5 g- I目前，国内外研究了多种快速成形方法，比较成熟实用的主要有LOM、SLA、SLS、FDM、3DP，这些技术各有优缺点，其具体原理和特点如下：
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" O6 O8 r# m! T7 m3 X. H+ F1、立体光刻（SLA）
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SLA是利用紫外激光扫描光敏树脂、光敏树脂在激光的作用下固化逐层堆集而成。用SLA原型可代替铸造中的木模和熔模精密铸造中的蜡模。SLA技术成形速度快，精度高。由于SLA所用树脂为热固性光敏树脂，加热不能熔失，只能烧失，所以熔模铸造时对焙烧工艺要求较高，原型件最好做成镂空结构。SLA原型对水较敏感，长时间在潮湿环境中易吸潮变形，所以要注意防潮。SLA的设备及运行成本较高，适合于制造薄壁精细轮廓精密铸件的模型。
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# f' ~7 s2 v  p+ [- V$ P2、分层实体制造（LOM）
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' r, x2 F/ S1 [) t8 K. \- zLOM工艺是根据零件分层得到的轮廓信息用激光切割薄材，这样逐层堆集而成的三维实体。LOM主要特点是设备和材料价格较低，运行成本也低。原型经处理后强度好，精度高，不变形，在铸造中可代替复杂的木模，特别适合于中小型铸造厂单件或小批量生产。
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: |) V4 z2 k# W. G3、选择性激光烧结（SLS）

( H- j; X+ G, `( A' @8 t其原理是：激光束在计算机的控制下，对粉末进行扫描，扫描部分粉末熔化粘结而成的实体。SLS技术的最大特点是成形材料广泛，塑料、陶瓷、金属、蜡粉、腹膜砂及它们的复合材料都可作为SLS的成形材料，制备相应的功能件、金属件、蜡模及砂型（芯），所以适用性强。SLS制作蜡模进行熔模铸造是目前在国内运用最为广泛的方法，不仅成本相对较低，而且精度高，表面质量好，无需支撑，可制作形状极其复杂的蜡模生产复杂铸件。
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8 \: x7 e* O* R  r' A. u/ z[ 本帖最后由 czcxq0408 于 2007-9-14 11:59 编辑 ]