現代市場競爭的特點是多品種、小批量、短周期,要求企業對市場能響應并不斷推出新產品市場。成形技術正是為滿足這一要求而發展起來的 制造技術, 鑄造件利用成形技術(RapidPrototyping,簡稱RP)可以在很短的時間內,將三維CAD模型加工出新產品的實物原型,并通過制模制造出產品,進行設計驗證和市場調研。
將RP技術與 鑄造技術相結合,通過原型制作,較終制成零件和可以批量生產的模具,不僅可 小批量及形狀零件的生產周期長、成本高的狀況,而且能實現制造過程的集成化、化,適應市場對小批量、多品種的響應。
在現有的4種主流成形技術(薄材疊層LOM、粉末燒結SLS、熔積成型FDM、光固化SLA)中,由于LOM系統運行費用低、耗材便宜、適于制作大型件,SLS系統對材料的適應面非常廣(如塑料、石蠟、陶瓷、金屬及其復合粉等),特別是將LOM,SLS與傳統 鑄造工藝相結合,在小批量生產塑料件、用LOM原型件代替鑄造用木模、SLS蠟件用做 鑄造熔模等方面取得了廣泛的應用,可 大提高傳統行業的市場競爭力。
1基于RP的鑄件制造過程及工藝
1.1原型制作過程
1)用CAD設計零件的三維模型,生成并輸出STL文件。
2)將所設計的CAD模型STL文件輸入到成形系統后,自動完成切片和工藝控制,制作出原型件。
3)為進一步提高原型件的性能,對原型件進行后處理,如打磨、刮膩子、拋光、噴漆、滲樹脂和蠟等,提和光潔度。
1.2鑄件及模具制造工藝路線
基于RP的鑄件和模具制造分為直接法和間接法。圓盤式腳手架配件直接法是將原型件后處理(如噴涂轉移涂料、滲蠟等),用作木模或蠟模,獲得鑄件或鑄型。間接法是通過原型件先制作過渡模(如硅橡膠模、石膏模等),再通過 鑄造 鑄件或鑄型。基于LOM的鑄造工藝有:LOM原型一鑄造木模;LOM原型石膏型(陶瓷型)鑄件;LOM原型硅橡膠模一石膏型(或陶瓷型)一鑄件;LOM原型轉移涂料樹月旨砂或水玻璃砂型(芯)一鑄件。
基于SLS的鑄造工藝有:SLS熔失模一陶瓷(或石膏)型殼鑄件;SLS覆膜砂型(芯)鑄件。
2LOM原型件代替鑄造用木模
在鑄造行業中,傳統制造木模的方法,不僅周期長、精度低,而且對于一些復雜的鑄件,例如葉片、發動機缸體、缸蓋等制造木模困難。鑄造木模工需要經培養。近年來,一些大型鑄造廠引進了數控機床,設備價格昂貴,模具加工周期較長。用LOM制作的原型件堅如硬木,表面平整光滑、、 耐潮、機械力學強度好,可以滿足鑄造中對木模的要求。與傳統的制模方法相比較,制模,成本低,可完成復雜模具的整體制造。
將成形與 鑄造技術相結合,制造鑄件和模具,從模具設計到 實物的時間 短,縮短了新產品的周期。模具的形狀結構設計不受制約。可以制作其他加工方法所不能制作的復雜結構。降低新產品的成本。與傳統加工法相比較 為經濟。