3D打印技术在金属铸造领域的研究现状与展望

综述了3D打印在快速熔模铸造、砂型铸造等金属铸造领域的研究现状及发展前景。3D打印技术应用于快速熔模铸造的研究中,多采用3D打印制造的原型替代传统的蜡模作为熔模,表面涂覆浆料,经过焙烧制得型壳,再进行铸件浇注成型;结合3D打印技术的砂型铸造可用于复杂结构的砂型(芯)的制造,其零部件尺寸精度较传统砂型铸造尺寸精度高,且具有高效率和低成本的显著优点。最后重点分析了国内外3D打印发展的现状,提出我国3D打印技术产业现阶段应重点突破高性能原材料、核心零部件与工艺软件的瓶颈,提升我国增材制造产业的核心竞争力。     

3D打印砂型在铸造中的应用

介绍了3D打印机的工作原理及在砂型铸造中的应用,列举了3D打印技术在工程机械铸件新产品开发、汽车铸件新产品开发及航空复杂铸件上的应用,得出以下结论:(1)采用3D打印铸件砂型,浇注的铸件精度高、披缝少、易清理,新产品开发速度快,适用于新产品开发和复杂件单件小批量的生产;(2)3D打印工艺的设计更改只需要更改三维模型,因而可以快速切换、升级;(3)高端砂型依赖进口设备和原材料,3D打印成本相对较高,是传统铸造的补充,对于普通铸造无法生产的铸件砂型,可以使用3D打印来完成。     

3D打印技术在缸体铸件生产上的应用

介绍了缸体铸件的结构及技术要求,详细阐述了3D打印树脂砂型的工艺及铸造工艺,生产结果显示:铸件的尺寸精度达到8级,铸件内腔的砂子易清理,表面质量比用现有的树脂砂产品好,对铸件进行PT检测后,铸件未发现任何缺陷,得出以下结论:采用3D打印树脂砂型进行浇注的方法所得到的铸件质量要优于传统通过模具制造砂型进行浇注获得的铸件,充分证明了3D打印技术在复杂铸件的铸造过程中的优势,对于铸造企业转型升级及产品创新有着较大的现实意义。     

基于3D打印技术的重卡自动变速器壳体铸件的快速开发

以重卡自动变速箱壳体铸件为实例,通过MAGMA铸造模拟软件、3D砂型打印、组芯以及砂型重力铸造技术等手段,实现了重卡自动变速箱壳体铸件的快速开发,最终确定了3D打印砂型+组芯+重力浇注的新工艺。     

美国布雷门和伊顿启动新产品开发3D打印系统

正湿型砂铸造的布雷门铸造公司(Bremen Castings Inc).与伊顿集团(Eaton Corp).组建了一家新产品开发公司,目的是在液压系统的铸件生产工艺中应用3D打印技术。一套ExOne集团的增材制造系统安装在印第安纳州布雷门市,这将使得这两家公司都能使用该3D打印系统打印砂芯和砂型。ExOne集团的S-Max设备是为砂型铸件铸造厂开     

铸造3D喷墨打印砂型尺寸精度测量评定方法研究

随着铸造行业的转型发展,3D打印技术已经成熟的应用于制造铸造砂型,所制作的砂型不再单单作为铸造过程中的半成品,而是可以作为产品面向各铸造厂进行销售。但是目前对于砂型的检验标准存在缺失,对于砂型质量的把控和评定缺少依据。针对铸造砂型的尺寸精度,通过设计制作测量试块,给出了一种3D喷墨打印砂型的测量方法及评定标准,填补了目前铸造行业中这一领域在标准上的空白,对推动3D打印技术在铸造行业的应用以及砂型的产品化有着重要的意义。     

基于砂型3D打印技术的气缸体快速铸造工艺开发

运用MAGMA数值模拟软件和采用3D打印砂型芯快速铸造技术,对某型发动机气缸体工艺设计方案进行仿真分析和优化工艺设计。采用3D打印技术进行砂型、砂芯的快速制造,大大减少了型芯数量,提高了铸件尺寸精度,缩短了开发周期。     

基于砂型（芯）3D打印的阀门生产工艺实践

以阀门整体砂型(芯)为例,分别从打印设备、工艺制定、质量评定等环节阐述了3D打印在企业生产应用现状,介绍了砂型3D打印在阀门砂型铸造中的应用。结果表明,3D砂型(芯)表面光洁,模型存在阶梯效应,砂型强度满足生产需求。运用3DP技术结合铸造工艺,生产了材质为Z3CN20-09M,6J300核级截止阀,铸件尺寸精度和表面质量良好,经RT、PT检测均合格,验证了工艺的可行性。     

3D打印技术在多级泵铸件中的应用研究

以多级泵整体砂芯为例,分别从制芯、合箱和模具存储环节分析了传统手工制芯工艺现状,介绍了喷墨3D打印机在多级泵砂型铸造中的应用。结果表明,与传统的手工制芯相比,3D打印砂芯表面光洁,均匀一致,外观质量好,无明显缺陷,强度能够满足生产需求;通过1∶1设计的砂芯比例验证了铸件流道尺寸,铸件流道表面质量明显比手工芯好,无劈缝、流痕、砂眼、结疤、缺肉等铸造缺陷。3D砂型打印减少制造环节,节约时间和原材料,提高铸件的尺寸精度和表面质量,降低了复杂结构产品的生产难度。     

铸造砂型3D打印技术应用及选型分析

研究了当前铸造砂型3D打印机的应用原理、工艺流程及主要性能,并对选型参考、应用等方面进行分析。结果表明,砂型3D打印技术相比传统树脂砂铸造技术有其先进性及优势,企业用户在选择砂型3D打印设备时,需根据自身企业产品的特点综合考虑,砂型3D打印在铸造上的应用工艺已相对成熟。     

3D打印在砂型铸造中的应用及发展现状

综述了3D打印在砂型铸造行业的应用及研究现状,对激光选区烧结技术(SLS)和三维粉末粘接技术(3DP)的原理、成形影响因素进行了概括。介绍了3D打印在铸造行业的应用,并简要分析了铸造领域3D打印技术在材料和工艺方面的发展趋势。     

基于3D打印技术的车钩快速铸造工艺研究

将3D打印的SLS与SLA技术应用于轨道交通车钩铸件的开发应用,实现了3D打印技术与传统铸造的良好结合。通过3D打印辅助制造,实现了铸件的快速开发,保证了铸件良好的内外部质量。     

高端汽车冲压模铸钢件的3DP打印砂型铸造技术

研究了三维喷墨打印(3DP)工艺在中大型冲压模铸钢件制造生产中的应用。测试了打印砂型的抗拉强度、透气性、发气量等性能,并基于3DP工艺设计了砂型。结果表明,3DP打印砂型的抗拉强度可达1.70MPa,透气性大于400,最大发气量为14.6mL/g,均可满足合金钢铸造的使用要求。3DP打印砂型(芯)具有无需模具、可以采用砂型和砂芯整体化工艺等特点,提高了铸件的精度。通过对3DP砂型设计,并通过特殊工艺方法,解决了打印砂型的铸字清晰度的问题。     

陶粒砂与硅砂在3D打印砂型中的性能对比研究

对比研究了陶粒砂与硅砂在3D打印铸造砂型中的性能,试验采用铸造3D打印机分别以陶粒砂和硅砂打印砂型,并用打印出的柴油机缸盖和机床床身砂型浇注铸件,对比结果显示:(1)采用3D打印机同参数打印的砂芯,陶粒砂砂芯抗压强度较硅砂砂芯高出18%,紧实度也高于硅砂,透气性高出25%;(2)陶粒砂砂芯浇注的柴油机缸盖铸件无粘砂和脉状纹缺陷,合格率高于硅砂浇注的铸件;(3)对于较大的机床铸件,陶粒砂铸件相比硅砂铸件存在较多的机械粘砂缺陷,但清理较为容易,陶粒砂因膨胀系数低,铸件内腔不易产生脉状纹缺陷;(4)陶粒砂的再生率为99.25%,较硅砂94.36%的再生率存在明显优势。     

3D打印及增材制造技术在铸造成形中的应用及展望

3D打印技术是现代工业制造领域正在迅速发展的一项新技术,其核心思想为增材制造。目前,3D打印技术已在铸造成形中逐渐使用,该技术推动了传统铸造技术的发展和革新,对未来智能铸造发挥着重要作用。综述了近年来国内外SLS、SLA、FDM、3DP、LOM五种典型3D打印技术,以及在铸造成形中特别是在铸造模具领域的应用情况,并指出了目前存在的问题及发展趋势,为今后3D打印技术在铸造成形中的进一步研究和应用提供参考。     

无模精密砂型快速铸造技术研究进展

无模精密砂型快速铸造技术具有制造周期短、成本低、砂型/砂芯一体化制造及制造任意形状复杂铸件等特点.采用该方法制备的砂型(芯)尺寸精度高、表面质量好,可实现复杂铸件的整体近净成形.特别适合于复杂铸件的单件、小批量生产及新产品的试制.综述了基于激光烧结、三维打印、数控加工原理的无模精密砂型快速铸造技术的工艺特点、适用范围,并指出了各自存在的问题及其发展前景.     

砂温调节器在铸造砂型3D打印中的应用

近几年来3D打印砂芯、砂型在铸造行业的应用得到快速的发展,在3D打印过程中,打印用砂的温度直接影响着砂芯、砂型的质量,所以对砂型3D打印用砂的温度控制提出了 一定的要求.砂型3D打印用砂温度的控制主要由砂温调节器来实现,本文主要针对砂温调节器对于3D打印用砂温度的精确控制展开讨论与研究.     

3D打印技术制作风扇部件铸造模具的应用研究

以风扇部件为研究对象,分析其铸造工艺并确定相关参数,利用UG8.0建立风扇部件铸造模具的三维实体模型,采用3D打印技术打印出模具实体,并以此3D打印模具替代传统木模进行砂型铸造并浇注,最终获得风扇部件铝合金铸件。结果表明:采用3D打印技术直接打印风扇部件铸造模具,简化了木模师制作复杂曲面木模的工艺及流程,可缩短模型制作时间,节约成本,提高效率。该技术也可应用到其他复杂产品的铸造生产中。     

3D打印将要发力铝制品的快速铸造

正近日,工业领域的高速大幅面3D打印设备与服务供应商voxeljet AG(维捷)宣布,位于密歇根州的快速制造与工程公司TEI与voxeljet AG签订了3年3D打印砂型模具和砂芯的批量合同。TEI公司的主攻方向是低压铸造,为汽车、航空航天和国防客户提供铝材、钢材的机加工原型和小批量零部件。在voxeljet AG的高效大幅面3D打印系统的帮助下,TEI将提高从设计到制造的速度,为工业生产提供设计、3D打印、铸造、热处理、加工和检测等各个阶段的制造服务。     

基于三维打印的铝合金单缸缸盖快速铸造方法

本研究利用3D喷墨粘接砂型打印技术,快速制造了铝合金单缸缸盖用砂型和砂芯,并采用低压铸造技术,完成缸盖的铸造,所得的铸件减少了气孔产生,从而保证了零件的气密性要求。此外,采用电加热管加热冷铁,改变了铸件的凝固场,使其满足了铝合金单缸缸盖毛坯燃烧室表面的粗糙度要求和加工基准的尺寸公差要求,并利用计算机数值模拟软件,进行了铸造前的充型和凝固模拟,避免了缩孔、缩松和冷隔等缺陷的产生。