激光快速成形与传统精铸技术的组合应用

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1、论坛FORUM激光快速成形与传统精铸技术的组合应用IntegratedApplicationofLaserRapidPrototypingandTraditionalInvestmentCastingTechnology沈阳中航动力精密铸造科技有限公司技术科 孙长波 尚 伟 周君华 邹建波快速自动成形技术与铸造车间现有的精密铸造工艺相结合，使铸造车间有能力快速生产各类大尺寸、结构复杂熔模精密铸件所用蜡模，减少大量外协费用，同时对于单件、小批量熔模精密铸件的生产可以不用模具，从而节省大量模具加工费用，缩短生产周期约60%，使新产品研制和开发获得了大量宝贵时间，降低了生产成本，

2、而且也使铸造车间精密铸造水平有所提高，为确保后续型号产品中精密铸件生产任务的顺利完成打下了良好的基础。DOI:10.16080/j.issn1671-833x.2015.10.048孙长波高级工程师，主要从事精密铸造及制造三维实体，将计算机中储存的任在研究新的成形技术，开发新产品。铸造凝固模拟仿真技术研究。意三维型体信息传递给成形机，通过现已有2500多套快速成形机分布在材料逐层添加法直接制造出来，而不世界各地的不同领域。快速自动成形（Rapid需要特殊的模具、工具或人工干涉。自从快速自动成形问世后，国外Prototyping）技术是近年来发展起来就很重视其与传统精密铸造技

3、术相国内外动态和发展趋向[2]的直接根据CAD模型快速生产样件结合，继而产生了快速铸造。快速[1]或零件的成组技术总称。该技术美国在发展快速自动成形技术成形技术在熔模精密铸造中的应用解决了计算机辅助设计（CAD）中三方面一直处于领先地位。一些著名可以分为3种：一是消失成形件（模）维造型的“看得见，摸不着”的问题，的高校，如麻省理工学院、得克萨斯过程，用于小量件生产；二是直接型能将屏幕上的几何图形快速自动实大学和一批研究机构从政府和工业壳法，也用于小量件生产；三是快速体化。它集成了CAD技术、数控技术、界取得了大笔开发、研究经费，用于蜡模模具制造，用于大批量生产。这[1]激光

4、技术和材料技术等现代化科技该项技术的进一步研究。各大公3种方法与传统精密铸造相比，解决成果，是先进制造技术的重要组成部司纷纷购入成形机，以满足争分夺秒了传统方法的蜡模制造瓶颈问题，其分。快速自动成形本质是用积分法的市场需求。日本、德国、英国等都流程如图1所示。48航空制造技术·2015年第10期RapidManufacturingTechnology快速制造技术该STL文件，合理放置后进行切片处CAD设计快速成形理，导出CLI格式文件；然后使用隆源公司的ARPS软件将其转换为设机工或手工备使用的AFI文件；最后导入快速成形设备进行生产。要控制蜡模尺寸，先需根据合金压型（或模

5、具）铸件收缩率、模壳膨胀系数、工艺方案给出蜡模X、Y、Z方向上的线收缩率。该收缩率确定后，可以在MagicsRP蜡模清理软件对零件处理时首先进行放缩，这样即可得到理想尺寸的蜡模，继而获得铸件。通过对铸件尺寸的测定，反蜡模组合浇注过来可再次对蜡模尺寸进行协调，最终获得合格的蜡模和铸件。如某挂涂撒砂硬化脱蜡型壳焙烧型号铸件，按最初的工艺方案生产，设定其综合收缩率为2%，经过对铸图1快速铸造流程示意图件的实际测量，其综合收缩率变为国内目前主要有北京隆源、华北时间。而快速成形设备恰好具备这1.7%，只需在MagicsRP软件下，对工学院、华中科技大学等在进行快速方面的优势，利用其特

6、点，3天内可模型的放缩进行调整即可校正蜡模成形设备生产与工艺研究。使用快以得到零件蜡模样件，再花半个月即尺寸。如果采用压型生产，该收缩率速自动成形技术生产精铸用蜡模的可得到铸件。的调整将可能导致压型报废，除造成厂家主要有北京航空材料研究院、中使用激光快速成形设备制作蜡成本大幅度提高，其生产周期至少耽航工业北京钢铁研究总院、沈阳黎明模，最关键是要控制蜡模尺寸和变误半年以上。航空发动机（集团）有限责任公司、形，同时尽可能提高蜡模表面质量。对于铸件生产过程中存在阻碍西安航空发动机（集团）有限公司等，1蜡模尺寸控制收缩等非自由收缩情况，导致铸件取得了良好的经济效益。目前，该项本公司

7、使用UngraphicsNX3.0非线性收缩严重，继而影响到铸件技术已经应用于航空、航天、机械、化进行三维造型，并将其转换成STL文尺寸精度时，可以在使用Unigraphics工、医药等领域。件格式；再使用MagicsRP软件导入NX2.0进行三维造型时考虑，直接根本公司选用的是北京隆源快速成形公司生产的AFS-320MZ/Q设备[3]（图2）。该设备采用固态粉末材料逐层选区激光烧结技术，目前主要是与公司现有的精密铸造工艺相结合，生产用于熔模铸造的蜡模。蜡模的激光快速成形本公司在引进快速成形技术前，采用图1所示的传