常用快速成形方法在熔模鑄造中的應(yīng)用

快速成形技術(shù)在熔模鑄造中的應(yīng)用主要有以下幾方面:

1.制作熔模

制作模樣時(shí)，快速成形機(jī)不僅可以輸入由其它 CAD 軟件建立的三維幾何模型，也可以接收由工業(yè) CT(計(jì)算機(jī)層析射線攝影技術(shù))掃描所得的數(shù)據(jù)文件。例如，首先通過 CT對零件(螺旋推進(jìn)器，圖 12-1a)掃描，獲得其斷面的二維圖象(圖12-1b)。隨后，圖象處理軟件再將各斷面的二維圖象組合起來(圖 12-1c)，構(gòu)成三維幾何模型(圖12-1d)。再將它傳送給快速成形機(jī)制成模樣(圖12-1e)21。這種復(fù)原(逆向)工程方法不但可以將機(jī)器零件復(fù)原，而且還可以仿制某些人體器官。

2.制作模具(壓型)和其它工藝裝備(21B31

用快速成形方法制作精鑄模具有兩種方法:一種是先制成母模，再翻制環(huán)氧樹脂或硅橡膠壓型;另一種方法是將CAD系統(tǒng)中生成的壓型型塊的三維幾何模型直接輸入快速成形機(jī)制成樹脂壓型。這類壓型主要適合小批量生產(chǎn)(幾十件)。如果在母模表面噴涂約2mm 厚的金屬層，并在其后充填環(huán)氧樹脂制成金屬一環(huán)氧樹脂復(fù)合壓型，可以滿足生產(chǎn)數(shù)百件精鑄件的要求。采用 SLS法時(shí)如將加工對象由樹脂粉未換成表面帶一薄層熱固性樹脂的鋼粉，用激光燒結(jié)成壓型，再焙燒以除掉樹脂，最后將銅液滲入壓型的孔隙中。由此所得的壓型在強(qiáng)度、導(dǎo)熱等方面的性能與金屬相似。除此之外，快速成形技術(shù)還可用于制作某些形狀不規(guī)則的胎具。

3.直接制作鑄型澆鑄鑄件

20世紀(jì) 90年代初美國 Sandiana 國家實(shí)驗(yàn)室開展了一項(xiàng)名為快速鑄造(FastCAST)的專門研究，被命名為直接型殼鑄造法(DSPC)。遺憾的是，后來很少再見報(bào)道。1994年美國ZCorporation開發(fā)成功三維打印技術(shù)3DPrinting。該項(xiàng)技術(shù)最初由麻省理工學(xué)院 Ely Sachs 教授發(fā)明并擁有專利權(quán)。其基本原理與 SLS法相似,先用滾簡噴鋪一層耐火材料或塑料粉末。跟 SLS 不同的是，它不是驅(qū)動激光發(fā)射頭，而是驅(qū)動噴墨打印頭，按照制品的截面形狀噴射膠水'打印’。重復(fù)以上動作，直至零件制作完成，故被命名為'三維打印技術(shù)’。其優(yōu)點(diǎn)是，運(yùn)行費(fèi)用和材料成本低，速度快。如果噴鋪的粉未是石膏和陶瓷的混合粉末即可直接快速制成鑄型(石膏型)，用于澆鑄鋁、鎂、鋅等有色合金鑄件。