复杂内腔结构金属零件的快速制造.pdf

《复杂内腔结构金属零件的快速制造.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、特辑《电加工与模具)2010年第1期复杂内腔结构金属零件的快速制造*冯涛，孙建民，柳国峰(北京隆源自动成型系统有限公司，北京100101)摘要：介绍了一种通过激光烧结砂芯快速制造具有复杂内腔构造金属零件的方法，通过案例归纳了该种方法的技术特点和应用范围。关键词：激光烧结；激光制芯；金属零件；快速制造中图分类号：TG669文献标识码：A文章编号：1009—279X(2010)01—0017～03TheCaseStudyofRapidManufacturingforMetalPartswithComp

2、licatedCoreShapesFengTao，SunJianmin，LiuGuofeng(BeijingLongyuanAutomatedFabricationSystemCo．，Ltd，Beijing100101，China)Abstract：Amethodformanufacturingmetalpartswithcomplicatedcoreshapesbylasersinteringfoundrysandwasintroduced．Thecharacteristicsandapplic

3、ationareaswerediscussedbasedonsomerealcases．Keywords：selectivelasersintering；lasercoring；metalparts；rapidmanufacturing很多零件具有复杂的内腔构造，如发动机部件激光制芯采用选区激光烧结原理，利用远红中的气道、冷却水道、油路，液压件中的油道，阀体中外激光将铸造覆膜砂根据砂芯或砂模的分层截面形的管路等。这些复杂内腔结构的成形方法有多种，状逐层烧结固化，得到与三维CAD数据一致的砂芯其中通

4、过砂芯组合整体铸造是较为常用和成熟的方或砂模。由于成形过程将三维加工转换为二维的叠法。传统的砂芯制作是通过开模、射芯和组芯等工加，因此不受几何形状的约束，也不需要模具和其他艺完成的。使用模具生产的优点是一旦试制合格，工装，是一种直接、柔性和快速的成形方法。便可大批量投人生产；缺点是对于复杂的砂芯必须通常制作砂芯(型)的原料是一种在耐高温砂粒先分拆成相对简单的砂芯单元，再通过组合的方式外包覆了热固性树脂的砂料，称为树脂覆膜砂。复原，这样不仅降低了砂芯的精度，也增加了模具的热固性树脂的主要成分通常是线

5、性酚醛树脂和固化件数和成本。对于单件小批量或是交货期要求非常剂。这种覆膜砂在常温呈松散流动状态，在树脂的短的复杂铸件，模具的制造周期和成本费用也成为软化点以上砂粒外的树脂熔化，砂粒彼此产生粘结，突出的问题。在一定的温度和时间条件下，树脂分子间产生交联本文介绍了一种通过激光烧结制造复杂砂芯从固化，从而将砂粒紧密地粘接起来成为砂芯或砂型。而实现复杂内腔零件快速制造的方法，简称激光制覆膜砂在铸造领域已得到广泛应用，但将传统的覆芯技术。它的最大特点是砂芯的成形过程与复杂程膜砂直接应用于激光制芯，存在着烧结

6、强度低、热影度无关，不用制作模具，制造周期短，特别适合于单响区大和清砂困难的问题。为此，我们专门研究了件小批量复杂铸件的生产和新产品的试制。针对激光烧结工艺的铸造覆膜砂，称为激光烧结砂。它具有树脂添加量低、反应速度快、烧结强度高、热1原理及工艺实现分解小、成形精度高和清砂容易的特点，可成形薄壁和细管类的树脂砂芯。经二次加热固化后，砂型的收稿日期：2009一l0—25冷热强度的发气量可满足铸铝、铸铁和铸钢的要求。第～作者简介：冯涛，男，1961年生．高级工程师。*第13届全国特种加工学术会议优秀论文

7、激光烧结设备采用自制的铸造覆膜砂烧结专用一l7一《电加工与模具)2olo年第1期特辑设备LaserCore5300，成形室尺寸700mm×700mm气道芯组成，采用激光制芯一体化完成，避免了组芯×500mm。激光源采用100W射频CO，激光器，的问题。扫描速度可达6m／s以上。分层厚度根据烧结砂的粒径一般取0．2～0．25mm。在此条件下，成形速度可达700cm。／h。由于激光扫描速度很快，覆膜树脂不能完全反应固化，烧结完成的砂芯(型)去除浮砂后，需在150～200℃进行二次固化，以达到承受金属浇

8、铸的强度。2激光制芯的特点(a)液压件组合芯同传统砂芯制造技术相比，激光制芯不仅使制芯过程高度自动化、敏捷化，降低工人劳动强度，而且在技术上突破了传统工艺的许多障碍，使设计制造的约束条件大大降低，具体表现在以下几个方面：(1)可成形几乎任意几何形状和结构的砂芯，尤其适于生产形状复杂、薄壁、细管和结构纵横交错的砂芯。图1是用激光制芯方法制作的一个曲线环(b)发动机缸盖气遭、水套组合芯结构的砂芯，曲线环既相互缠绕又头尾相连，如果不图2组合砂芯图通过组合粘接等手段，这种结构用传统方法是无