利用快速成型技術(shù)實現(xiàn)快速精密鑄造的具體方法

　　目前用快速成型技術(shù)實現(xiàn)快速精密鑄造的具體方法有以下幾種。
(1)基于SLA原型快速制造零件用SLA原型模代替熔模精密鑄造中的蠟?zāi)?，在SLA模上直接涂掛耐火漿料(多層)，待耐火漿料固化后，再焙燒除去SLA模，得到耐火材料殼層作為鑄造型殼，澆注液態(tài)金屬從而得到金屬件(其工藝與熔模鑄造工藝相同)。此方法適合于中等復(fù)雜程度的中小型鑄件。
(2)基于LOM原型快速制造零件將LOM原型制成所需零件的凹模，經(jīng)硅橡膠模過渡轉(zhuǎn)換制得石膏型或陶瓷型，再由石膏型或陶瓷型澆注金屬零件。當(dāng)零件具有   的撥模斜度或LOM原型模表面經(jīng)過特殊處理后，可將LOM原型制成零件原型代替木模使用，直接制造石膏型或陶瓷型。此方法適于簡單或中等復(fù)雜程度的金屬模具、中大型金屬件。當(dāng)LOM原型模的材料為金屬箔時，可用LOM原型生產(chǎn)實型鑄造用聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)氣化模。此法可直接制造聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)模具，批量生產(chǎn)EPS氣化模和金屬鑄件。
(3)基于SLS原型生產(chǎn)金屬零件采用陶瓷粉末或包覆粘接劑的陶瓷粉末或覆膜砂作為成形材料，按照鑄型CAD模型(包括澆注系統(tǒng)等工藝信息)的輪廓信息   控制激光束對造型材料粉末層進(jìn)行掃描，直接燒結(jié)成鑄造用殼型，或使包覆在陶瓷粉末或覆膜砂表面的粘結(jié)劑熔化粘結(jié)，逐步堆積可得到鑄型的型殼，清理出型腔內(nèi)未燒結(jié)的松散粉末，就可用于澆注金屬零件。鑄型和砂芯可分別制造，再裝配成完整鑄型，也可一體化制造，減少下芯裝配帶來的誤差。此方法適于中小型復(fù)雜鑄件。當(dāng)SLS粉未材料為石臘、塑料等時，制出的SLS原型用于制造金屬零件的方法與基于SLA原型生產(chǎn)零件的方法相同。
(4)基于FDM原型生產(chǎn)金屬零件采用石蠟和塑料等低熔點材料的FDM原型，以FDM原型代替熔模精密鑄造中的蠟?zāi)?。用此蠟?zāi)Ｖ圃旖饘倭慵姆椒ㄅc用SLA原型生產(chǎn)金屬零件的方法相同。此方法適用于中等復(fù)雜程度的中小型鑄件。
(5)基于3DP工藝的殼型直接快速制造工藝   麻省理工學(xué)院根據(jù)3DP原理開發(fā)了直接殼型鑄造技術(shù)(DSPC-DirectShellProductionCasting)。這一技術(shù)隨后授權(quán)于Soligenlnc公司用于金屬鑄造生產(chǎn)。DSPC工藝首先利用CAD軟件定義所需的型腔，通過加入鑄造圓角、補(bǔ)貼等鑄造工藝信息，對模型進(jìn)行檢驗和修飾，然后根據(jù)鑄造工藝所需的型腔個數(shù)生成多型腔的鑄型，等待澆鑄。其工藝過程如下：首先在成型機(jī)工作臺上覆蓋一層陶瓷粉末(氧化鋁粉)，然后將微細(xì)的硅溶膠沿著工件的外輪廓噴射在這層粉末上；硅溶膠將氧化鋁粉末固化在當(dāng)前層上，并為下一層的氧化鋁粉末提供粘著層；每一層固化完成后，工作臺就下降一個層的高度，使下一層的氧化鋁粉末繼續(xù)復(fù)覆和粘固；未粘固在模型上的粉末就堆積在模型的周圍和空腔里，起著支撐的作用；整個模型完成后，型腔內(nèi)所填充的、未粘固的松散粉末   去除。由于陶瓷粉末顆粒尺寸在75~150μm之間，所以采用DSPC工藝造型的表面質(zhì)量較高，但這種硅酸鹽水溶液分層粘接起來的陶瓷鑄型強(qiáng)度較低，   經(jīng)過焙燒之后才能用于澆注金屬，如果是大型鑄件的鑄型就需要價格高昂、體積龐大的加熱設(shè)備，所以DSPC工藝不適合大中型鑄件的生產(chǎn)。
(6)無模型鑄型快速制造工藝無模鑄型快速制造工藝(PCM-PatternlessCastingModeling)是將RP(快速原型制造)理論引進(jìn)到樹脂砂造型工藝中，采用輪廓掃描噴射固化工藝，實現(xiàn)了無模型鑄型的快速制造。首先從零件CAD模型得到鑄型CAD模型，由鑄型CAD數(shù)據(jù)得到分層截面輪廓數(shù)據(jù)，再以層面信息產(chǎn)生控制信息。在計算機(jī)的控制下，分別噴射樹脂和固化劑的兩個噴頭在每一層鋪好壓實的型砂上分別   地噴射粘接劑和催化劑。粘結(jié)劑與催化劑發(fā)生膠聯(lián)反應(yīng)，粘接劑和催化劑共同作用的地方型砂被固化在一起，其他地方型砂仍為顆粒態(tài)干砂。固化完一層后再粘接下一層，所有的層粘接完之后就可以得到一個三維實體，原砂在粘接劑沒有噴射的地方仍是干砂，比較容易   。清理出中間未固化的干砂就可以得到一個有   壁厚的鑄型，在砂型的內(nèi)表面涂敷或浸漬涂料之后就可用于澆鑄金屬。
該工藝實現(xiàn)了CAD模型直接驅(qū)動下的鑄型一體化制造，型芯同時成形，可方便地制造含自由曲面的鑄型和組合零件等，突破了傳統(tǒng)工藝的許多約束，具有較高的柔性，尤其適合于制造單件小批量的大中型鑄件。
與PCM(無模鑄型制造技術(shù))工藝相似，DSPC工藝是直接利用CAD數(shù)據(jù)自動制造出熔模鑄造用的陶瓷型殼，將生產(chǎn)周期縮至   短。據(jù)報道，Soligen公司的DSPC設(shè)備主要用來生產(chǎn)噴氣發(fā)動機(jī)零件和矯形植入件用型殼。但受機(jī)器尺寸限制，其有效工作空間為406mm*406mm*406mm，尚不能生產(chǎn)較大尺寸的熔模鑄件。
此外，利用快速成型技術(shù)直接制造金屬零件的各種技術(shù)已處于開發(fā)中。