由于在復雜零件(特別是 具有復雜內腔零件)的整體成型和結構組織的連續性方面具有獨到的優點,無余量 鑄造技術在制造行業中占有重要的地位。傳統的 鑄造主要使用模具進行蠟模和陶芯的成型,然后制殼 和澆注。這樣,可調節頂托零件的制造精度和周期很大程度上受制于模具的設計與制造。例如,某型號航空發動機高壓渦輪葉片鑄件的試制過程中,僅模具設計制造與返修時間就長達一年之久,費用高達145萬元。這一問題嚴重制約了新產品的研制與性能改進,迫切需要發展 成型。因此,西安交通大學激光成型與模具制造 與西安航空發動機公司精鑄車間聯合開展了基于光固化成型的功能零件無模具 鑄造新工藝的研制與。
本文通過煙機葉片的制造過程,探索了基于光固成型的功能零件無模具精鑄技術,并對其工藝過程特點、局限性以及適用范圍進行了分析。
1、基于光固化成型的功能零件精鑄工藝過程
原型制造技術(RP&;M)是 80年代末發展起來的新一代制造技術,它采用材料累加法,直接用CAD數據驅動激光束實現逐層固化成型,累加為三維立體零件模型。這一技術在歐美和日本已廣泛應用于產品及零部件的設計評估、試裝配及其功能測。
采用光固化原型代替蠟模鑄造功能零件圓盤式腳手架配件,這一工藝方法為數量較少及單件復雜 零件成型提供了無模具的制造方法。這一方法可與CAD技術集成起來,通過CADRP原型一燒失法精鑄一測量修正CAD數據的循環,獲得 的成型零件。因此,為新產品的研制提供了一個非 常有前景的技術途徑。在復雜形狀零件的單件、小批量生產時,降低制造周期,并節約制造成本。
2、基于光固化成型的功能零件無模具精鑄工藝特點及適用范圍
基于光固化成型的功能零件無模具精鑄技術,采用光固化成型技術制造零件原型,代替蠟模進行 鑄造,因此,具有光固化成型與 鑄造雙重特點:(1)不受零件復雜形狀的限制;(2)易實現零件的整體制造;(3)可制造任意合金的零件;(4)不需模具和工裝,可降低單件制造周期和成本;(5)成型由CAD數據控制,修正方便。
基于光固化成型的功能零件無模具制造方法在技術上幾乎沒有限制。但是 ,由于其制造方法包括CAD到 鑄造一系列過程,對于零件的批量生產,就成本和效率來看,這種方法并不適宜。對于簡單形狀的零件,也不如傳統機加工優越。
綜上所述,基于光固化成型的功能零件無模具精鑄技術特別適用于復雜形狀零件的單件、小批量生產和新產品的試制過程。
(1)基于光固化成型的功能零件無模具精鑄技術,特別適合于復雜形狀功能零件的單件、小批量生產和新產品的試制,具有制造周期短、成本低的特點。
(2)用于 鑄造的光固化原型 具有中空內部支撐的蜂窩狀結構,并其實體部分的壁厚不超過2mm。
(3)正確選擇零件的逐層光固化方向可以零件具有 小的臺階效應。