3D打印技术对铸造的影响【精制材料】

1、西安交通大学快速制造国家工程研究中心教育部快速成形工程中心 陕西恒通智能机器有限公司,快速成型技术及其应用 3D打印技术在铸造上的应用,2015.09,1,实操应用,一：快速成型技术简介 二：快速铸造技术及其应用,主 要 内 容,2,一. 快速成型技术简介,1、快速成型技术 快速成型 ( Rapid Prototyping RP ) 技术是近年发展起来的直接根据CAD模型快速生产样件或零件的成套技术总称，它集成了CAD技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果，是先进制造技术的重要组成部分。,3,一. 快速成型技术简介,1.1、快速成型技术原理及特点 传统加工： 切削加工（车、铣、刨、磨

2、） M0（材料去除） 热成型加工（铸造、锻压） M0（等量材料） 快速成形： M0（材料累加） “自下而上”（bottom-up）制造方法 逐层叠加制造 不受零件复杂程度限制 数字化控制,4,一. 快速成型技术简介,1.2、快速成形工艺过程,5,一. 快速成型技术简介,1.3、 主要快速成型工艺 光固法（SLStereolithography） 叠层法（LOMLaminated Object Manufacturing） 激光选区烧结法（SLSSelective Laser Sintering ） 熔融沉积法（FDMFused Deposition Modeling） 掩模固化法（SGCSol

3、id Ground Curing） 三维印刷法（3DPThree Dimensional Printing）,6,一. 快速成型技术简介,1.4 主要工艺方法 光固法：SLStereolithography,材料： 光固化树脂 特点： 精度高 价格： 30180万,7,一. 快速成型技术简介,1.4 主要工艺方法 叠层法：LOMLaminated Object Manufacturing,材料： 纸、塑料 特点： 精度低 价格： 6080万,8,一. 快速成型技术简介,1.4 主要工艺方法 熔融沉积法：FDMFused Deposition Modeling,材料： 热塑性塑料 特点： 精度低

4、 价格： 3040万,9,一. 快速成型技术简介,1.4、主要工艺方法 激光选区烧结法：SLSSelective Laser Sintering,材料： 塑料、砂、金属 特点： 精度低 价格： 80300万,10,一. 快速成型技术简介,1.4、主要工艺方法 三维印刷法：3DPThree Dimensional Printing,材料： 塑料、陶瓷 特点： 精度低 价格： 2050万,11,一. 快速成型技术简介,1.5、应用举例,12,二. 快速铸造,1、快速铸造简介,1.1、快速铸造定义 快速成型与传统铸造技术相结合形成铸造工艺称快速铸造英文：Quick Casting，简称QC，也有人称

5、为Rapid Casting ，简 称RC 基本原理-是利用快速成型技术直接或者间接地打印出铸造用消失模、聚乙烯模、蜡样、模板、铸型、型芯或型壳，然后结合传统铸造工艺，快捷地铸造金属零件。,13,二. 快速铸造,1.2、快速铸造分类（按应用分类）,14,二. 快速铸造,1.3、快速铸造分类（按铸造工艺分类）,15,二. 快速铸造,1.4、快速铸造工艺流程,16,二. 快速铸造,2、快速熔模铸造,快速成型技术与传统熔模铸造结合形成快速熔模铸造。英文：Rapid Investment Casting， 简称RIC。,作用： 熔模 压蜡模具,特点： 单件不用制作压蜡模具 新品试制、小批量生产成本大幅

6、度降低、周期大大缩短，使原型的精度更加提高。,17,二. 快速铸造,2.1、快速熔模铸造工艺流程,树脂模熔模铸造 关键技术：蜂窝结构,18,二. 快速铸造,2.1、快速熔模铸造工艺流程,SL原型处理、制作,19,二. 快速铸造,2.1、快速熔模铸造工艺流程,组树,20,二. 快速铸造,2.1、快速熔模铸造工艺流程,制壳,21,二. 快速铸造,2.1、快速熔模铸造工艺流程,脱蜡:蒸汽脱蜡 焙烧 浇注 后处理,22,二. 快速铸造,2.1、快速熔模铸造关键点工艺参数,烧蚀工艺TGA曲线确定铸型烧蚀工艺参数 热解速度在375.71时达到峰值 在553.94时，残留物仅为0.2066,23,二. 快速

7、铸造,2.2、快速熔模铸造案例,兰州水泵总厂:叶轮 数量：2件 材料：304 时间周期：10天,传统方法：多套模具，多次拼接，精度低、周期长；成本1.5万 快速成型技术：一次打印完成，精度高、周期短；成本0.3万,24,二. 快速铸造,2.2、快速熔模铸造案例,洛阳某研究所:诱导轮 数量：9件 材料：316L 时间周期：12天,传统方法：模具制作困难， 快速成型技术：CAD型直接打印；,25,二. 快速铸造,2.2、快速熔模铸造案例,司马迁历史博物馆 数量：1件 重量：49.8公斤 材料：锡青铜 时间周期：从建模到成品交付21天,传统方法：采用手工雕刻，周期长； 快速成型技术：三维建模，直接打

8、印；,26,二. 快速铸造,2.2、快速熔模铸造案例,复杂的模型和铸件 (德国大众),27,二. 快速铸造,3、快速砂型铸造介绍,快速成型技术与传统砂型铸造结合形成快速砂型铸造。 英文：Rapid Sand Casting， 简称RSC。,作用： 造型用模样 砂型及砂芯 消失模,特点： 代替木模，精度高、表面光洁 复杂零件、薄壁曲面零件制作模具简单 直接制作砂型，精度高,28,二. 快速铸造,基本过程： 砂芯用干态型砂，树脂砂、油砂 外砂型用粘土砂 SL制作外砂型和砂芯,造型要点： 浇铸前下芯，防潮 制芯周期短 精度高,3.1、工艺流程及要点,29,二. 快速铸造,3.2、消失法砂型铸造,铸件

9、,SL原型,砂箱造型,烧蚀及清灰,造型过程,30,二. 快速铸造,3.2、案例,前罩壳铸件,浇注,三维数模,树脂原型,铸件毛坯,31,二. 快速铸造,3.2、案例,汽车变速箱壳体,三维数模,快速成型,树脂原型,铸件毛坯,32,二. 快速铸造,4、快速石膏型铸造,快速成型技术与传统石膏型铸造结合形成快速石膏型铸造。 英文：Rapid Plaster Casting， 简称RPC。,作用： 手板 熔模 压蜡模具,特点： 复杂零件、薄壁曲面零件制作模具简单 单件熔模铸造不用压蜡模具 零件复制性好 低熔点金属铸造,33,二. 快速铸造,4.1、快速石膏型铸造工艺要点,34,二. 快速铸造,4.2、快速石膏型铸造案