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摘要：铸造工艺是传统机械制造常用到的一种方法，随着社会和技术的不断发展，日益显现出局限性，比方说制作周期太长，质量不够稳定，不能有效确保部分重要部件的质量要求和周期，特别是当短时间修复个别重要机组时，传统铸造技术常常无法满足现实的需求，且执行起来风险较大，最终容易导致成本的增加。快速成型技术能够有效的避开上述不利因素，提供设计的速度，可以实现不用制模的情况下也能制造工件的构想。因此，本文对机械铸造生产中快速成型技术的应用进行分析。
关键词：机械铸造；快速成型技术；应用
在机械制造业的不断发展中，传统的制造工艺因为技术的限制难以满足现代生产的需要，所以，在铸造的过程中需要积极引进先进的技术，确保市场占有率以及产品的质量，提高市场竞争力。快速成型技术可以把原来的设计进一步加工并且形成实体，不利用模具也可以塑造形状。利用快速成型技术生产的模型可以用到产品使用功能验证以及设计验证等方面，对产品设计及优化增加依据。确保产品的开发成功率，有利于缩小产品的开发周期，降低成本投入。
1快速成型技术概述
快速成形技术又可以叫做快速原型制造（RapidProto typingManufacturing，简称RPM）技术，产生于20世纪80年代的后期，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。即，快速成形技术就是利用三维CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。
快速成型技术发展至今，以其技术的高集成性、高柔性、高速性而得到了迅速发展，传统的快速成形技术使用的是“去除”加工法，即部分去除大于工件的毛坯上的材料来得到工件。而全新的快速成型技术使用的是“增长”加工法——用一层层的小毛坯逐步叠加成大工件，将复杂的三维加工分解成简单的二维加工的组合。因此，传统的加工机床和模具不需要采用，而且工时只用传统加工方法的10%～30%，成本则为传统加工成本的20%～35%，就能直接制造出产品样品或模具。由于快速成形具有上述突出的优势，所以近年来发展迅速，已成为现代先进制造技术中的一项支柱技术，实现并行工程（ConcurrentEngineering，简称CE）必不可少的手段。
2机械铸造生产中快速成型技术的应用
2.1直接铸造法
直接铸造法的重要特点就是一步成型。中间不需要经过熔接或者其他的拼接方式。一般通过金属浇铸的方式获得金属零件。在这个过程中因为金属零件不需要其他形状的改变，所以就被称作直接铸造法。不过这种方法基本上用于相对简单的零件铸造。直接铸造法又包括了两种模式：
第一，直接壳型铸造法。这种铸造方法是通过激光对反应性树脂包覆的陶瓷粉进行烧结，在这个过程中激光在烧结的过程中具有一定的选择性，这样就能够实现一次性铸造出壳型物件。实现这个方法，首先要在辅助设计软件中，将零件模型转化成壳型，然后再设置浇注系统。其中壳型厚度通常可以选择5到10毫米之间。在使用激光烧结时，对非零件材料进行选择烧结，而零件的部分就依然还是粉末状态。当烧结完毕后，对剩下来的部分进行固化，就能够获得壳型。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆然后再向这个壳型物体里面进行浇筑，就能够获得金属零件。采用这种方式显然会节省很多传统的处理过程，比如模具设计和制造等，所以能够有效提升零件的加工速度。但是这种工艺也存在着一些缺陷，那就是这种浇筑方式构造的零件，其表面粗糙度较高。因此该技术方法的关键点就是有关壳型厚度的选择，固化工艺及优化表面粗糙度等方面。
第二，直接制模铸造法。这种方法不是选择性烧结，而是通过粘结剂进行选择性粘结来实现。具体方法是通过辅助设计软件将零件转换成模壳，然后采用熔模铸造的方式来进行零件加工。在这个过程中熔模铸造无疑是其中最为核心的部分，而且这种工艺具有环保型和柔性等特征，而且对于任何复杂的零件外形和内部结构都能够精准制造。采用这种工艺制造也可以直接选择制造用砂，由此获得砂型模型，然后通过浇筑就能够获得金属零件。当前这种方法主要应用在尺寸大且复杂的零件铸造上。
2.2一次转制法
一次转制法即快速成型之后仍要继续与别的制造工艺结合铸成最终产品。这种方法适合用作制造单件、小批量零件。
2.2.1砂型铸造用模快速成型
第一先选用树脂材料利用快速成型的技术完成模样的制作，其后进行喷涂抑或镀金以得到准确的原型。再者就可以将得到的原型放到模板上加工生产。其中的具体程序如下：第一，通过辅助软件设定零件的加工数量、圆角以及起模斜度等；第二，在系统中传入数据，即可得到经过微修后的相关的零件模样；第三，把得到的模样拼接制成模板，模样过大的情况可以使用分模块的方法进行；第四，形成最终的模样。一般情况下，为了降低材料的使用量，节约上机的时间，会把模样的背面会设计为蜂窝状。这种设计需要考虑模型的承受压力，同时，考虑到要提高模型的耐磨性，制造时要在模型的表层进行电镀铝合金，也可把特氟隆塑料喷涂在表层。
2.2.2铸造熔模的快速成型
利用辅助设计软件和三维成型设备铸造陶瓷壳，其优点在于有利于减少熔模铸造所花费的时间，可省去压型、蜡模等一些工序。不仅如此，这种模型可以完全不用考虑蜡模变形等因素，因此，其优势还在于增加零件的精准度，铸造中空零件。使用这种技术，工厂就可以在一周之内制成高精度的零件，极大提高生产效率。
2.2.3铸造消失模的快速成型
主要指融积成型FDM、叠层实体制造LOM等一些方式产生树脂抑或热塑性材质的原型能够快速成型。把成型模样用耐火材料涂上，同时将其放入装满干砂的密封箱中，并把空气抽空，使砂型结实起来。这是把已经融化的金属倒入砂型里，最后烧掉模样，即可铸成金属零件。因为烧模样的过程中会留下一些灰分，会影响零件的质量，所以利用选择性激光烧结并使用PMMA构造模样，这样才能减少灰分。
2.3二次转制法
二次转制法主要是指由RP技术（如FDM法、LOM法、SLS法、SLA法等）提供的原型作母模，可浇注蜡、硅橡胶、环氧树脂、聚氨脂等软材料，构成软模具，再用软模具与熔模铸造、陶瓷型铸造、石膏型铸造和涂料转移法精密铸造等铸造工艺结合，制造金属零件。由于从原型到金属零件要经过二次或二次以上工艺转化，故称二次转制法。该类工艺方法一般用于批量零件制造。该技术的关键是原型翻制软模具的尺寸精度和表面粗糙度的保证及模具的定位。
结束语
快速成型技术的应用是提高微机械、集成制造的生产效率、生产质量的关键所在。实际应用快速成型技术中，应正视快速成型技术的基本内涵，确保其在微机械制造、集成制造等方面的应用效果得到最大程度发挥，且注意在未来发展中做好材料、工艺等方面的创新，以此为企业带来给你更多的经济效益。
参考文献：
[1]快速成型技术在集成制造及微机械制造中的应用[J].张钧.装备制造技术，2016，1
[2]快速成型技术在机械铸造中的应用[J].孟德巍.现代制造技术与装备.2017（10）
[3]机械铸造生产中快速成型技术的应用[J].王志强.矿业装备.2018（03）
论文作者:张翠
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/26
标签：零件论文; 技术论文; 快速论文; 原型论文; 模样论文; 加工论文; 金属论文; 《防护工程》2018年第32期论文;