快速成形制造技术是目前国际上成型工艺中备受关注的焦点。覆膜砂铸造作为一项传统的工艺,制造成本低、工艺灵活性大,可以获得复杂形状和大型的铸件。充分发挥两者的特点和优势,可以在新产品试制中取得客观的经济效益。
3D打印包括SLS、SLA、SLM等3D打印成型方 法,与传统制造方法不同,3D打印从零件的CAD几何模型出发,通过软件分层离散和数控成型系统,用激光束或其他方法将材料堆积而形成实体零件,所以又称为材料添加制造法。由于它把复杂的三维制造转化为一系列二维制造的叠加,因而可以在不用模具和工具的条件下几乎能够生成任意复杂形状的零部件,很好地提高了生产效率和制造柔性。
与数控加工、铸造、金属冷喷涂、硅胶模等制造手段一起,快速自动成型已成为现代模型、模具和零件制造的强有力手段,是目前适合我国国情的实现金属零件的单件或小批量敏捷制造的有效方法,在航空航天、汽车摩托车、家电等领域得到了广泛应用。 3D打印技术能够快捷地提供精密铸造所需的蜡模或可消失熔模以及用于砂型铸造的木模或砂模, 解决了传统铸造中蜡模或木模等制备周期长、投入大和难以制作曲面等复杂构件的难题。而精密铸造技术(包括石膏型铸造)和砂型铸造技术,在我国是非常成熟的技术,这两种技术的有机结合,实现了生产的低成本和益,达到了快速制造的目的。
覆膜砂铸造的制壳工艺
制壳包括涂挂和撒砂两道工序。涂挂涂料之前,熔模需经脱油脂处理。涂挂时要采用浸涂法。涂挂操作时应保持熔模表面均匀地涂挂上涂料,避免空白和局布堆积;焊合处、圆角、棱角和凹槽等应用毛笔或工具涂刷均匀,避免气泡;涂挂每层加固层涂料前应清理层上的浮砂;涂挂过程中要定时搅拌涂料,掌握和调整涂料的粘度。
涂挂后进行撒砂。常用的撒砂方法是流态化撒砂和雨淋式撒砂。通常熔模自涂料槽中取出后,待其上剩余的涂料流动均匀而不再连续下滴时,表示涂料流动终止,凝冻开始,即可撒砂。过早撒砂易造成涂料堆积;过迟撒砂造成砂粒粘附不上或粘附不牢。撒砂时熔模要不断回转和上下倒置。撒砂的目的是用砂粒固定涂料层;增加型壳厚度,获得必要的强度;
提高型壳的透气性和退让性;防止型壳硬化时产生裂纹。撒砂的粒度按涂料层次选择,并与涂料的粘度相适应。面层涂料的粘度小,砂粒度要细,才能获得表面光洁的型腔,一般面层撒砂粒度可选择组别为30或21的砂;加固层撒砂采用较粗的砂粒,好逐层加粗。制壳时,每涂挂和撒砂一层后,必须进行充分的干燥和硬化。
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