快速成型技术及其在铸造中的应用(续完)--金属零件无模具快速铸造

快速成型工艺结合精密铸造技术是快速制造金属零件的主要途径。本文介绍了以选择性激光烧结(SLS)快速原型制造和真空压差铸造为基础的金属零件快速制造技术;着重描述了由SLS塑料原型快速制取陶瓷型壳并在真空压差浇注成形的工艺方法,得到了较高的零件精度和很好的零件性能;解决了新产品开发中金属零件快速制造的关键问题,同时也为快速成形技术在铸造中的应用开辟了一个新领域。     

快速原型替代材料制备及在铸造中的应用

针对目前美国ZCorp公司生产的ZPrinter310快速成型系统使用的成形材料——石膏粉基zp102和直接金属铸造材料ZCast501价格昂贵的问题,以三通管为研究对象研制出了价格相对便宜的替代成形材料。这种替代成形材料既有石膏粉基zp102能够成形快速原型件的特性,又具有直接金属铸造材料ZCast501能够用于浇注金属液的特性。通过试验证明使用这种成形材料能够成形出原型件,并且快速成形出的模具零件成功浇注了700℃左右的铝合金熔液,浇注出了铸件。使用此种替代成形材料制作的快速原型件的成本仅为使用石膏粉基zp102成本的50%,大大降低了教学试验和公司企业在产品开发阶段上打印快速原型件的成本。     

快速铸造技术的研究与发展

介绍快速成形技术和铸造技术相结合的快速铸造技术.利用快速成形技术直接或间接制造铸造用消失模、消失模凹模、铸造模样、模板、铸型、型芯或型壳等,结合传统铸造工艺,快捷地制造金属零件.将快速成形原理引进到铸造造型工艺中,在型砂或陶瓷粉末上喷射粘接剂和催化剂,固化后即得一定厚度的铸型,形成快速铸型制造工艺,在铸型的内表面涂敷或浸渍涂料即可用于浇注金属件.快速铸造技术能提高生产效率,适合各种复杂零件的单件小批量生产,具有广阔的应用前景.     

开式叶轮倒置式铸造工艺研究

对开式叶轮正立式和倒置式两种浇注工艺的工艺可行性进行了模拟验证，并对模拟过程中铸件的充型过程、凝固顺序、缺陷倾向进行了系统的对比分析，验证了倒置式叶轮快速铸造工艺在缺陷预防上的优越性。采用砂型3D打印快速成形工艺对叶轮的砂型模具进行快速成形，浇注后对铸件进行精度扫描分析和解剖分析，结果表明：在铸件精度方面，采用倒置式叶轮快速铸造工艺得到的铸件表面尺寸精度在±0.6 mm以内，可达到CT8级，在缺陷预防方面，采用倒置式叶轮快速铸造工艺得到的铸件内部无明显铸造缺陷，而正立式铸造工艺得到的铸件厚大部位产生明显的缩孔、缩松。     

基于快速成形技术的机匣盖的快速铸造

在基于快速成形技术的机匣盖快速铸造工艺中,通过用UG软件构建零件的CAD三维模型,采用选择性激光烧结法烧制精铸蜡模.利用该工艺铸造的机匣盖铸件外表面及内腔的尺寸精度和表面质量,能够满足燃气轮机的使用要求.快速成形技术提高了精铸业制造复杂零件的能力,使复杂模型的直接制造成为可能.快速成形技术与现有的铸造工艺相结合,为铸件的研制节省了时间和成本,为后续产品中精密铸件的顺利完成打下了良好的基础.     

阀体砂型铸造充型凝固过程数值模拟研究

由于阀体零件结构复杂,砂型铸造阀体时,浇注系统和工艺参数不当容易导致铸件出现缩松、缩孔等缺陷。采用Pro CAST软件对典型阀体砂型铸造过程进行数值模拟,研究了金属液充型和凝固过程。分析了缺陷产生的原因,改进了浇注工艺方案,提高了铸件的质量和合格率。     

大型铝合金U型框架复合铸造工艺设计

根据大型铝合金U型框架的结构特点及技术要求,提出了适合成形该类零件的复合铸造方法——砂型+实型复合铸造;论述了U型框架铸造工艺设计,着重介绍了浇注系统、冒口及砂芯的设计过程,并讨论了铸件热裂纹缺陷的产生及其结构改进,对同类铸件工艺设计具有一定的参考价值和指导意义。     

镁合金消失模铸造压力凝固工艺研究

利用消失模铸造压力凝固技术增强AZ91D镁合金补缩能力,对消失模铸造压力凝固中的加压过程和铸件表面凹陷进行了分析计算,并进行了温度场模拟。结果表明:开始加压时的金属液温度应高于590℃,加压时间应控制在250s内。消失模铸造压力凝固的试样热节处表面易产生凹陷,凹陷量与壁厚成正比。为防止铸件表面产生凹陷,改进了浇注系统,增加了补缩冒口,实现顺序凝固,使凹陷转移至最后凝固的浇注系统和冒口部位,并将该工艺应用于复杂缸盖零件的成形。     

K403合金燃气轮机涡轮导向器精铸工艺研究

介绍了采用无余量整体精密铸造技术研制K403合金燃气轮机涡轮导向器的过程,并对该铸件的铸造工艺进行了系统的研究.结果表明,通过快速成型技术来制造蜡模,大大缩短了精铸件的研制周期,降低了生产成本;采用联合注入式浇注系统,浇注时使用较高的浇注温度和型壳温度,浇注出的铸件冶金质量优良,满足了设计和使用的要求.     

A356合金连杆半固态挤压铸造工艺参数的优化

基于ProCast2008软件平台,用其自带的非牛顿流体模型Power Law Cut-Off (PLCO)来建立流动模型,对A356合金连杆半固态挤压铸造铸造的充型和凝固过程进行了数值模拟.研究了浇注温度、冲头速度、模具预热温度等主要工艺参数对连杆半固态挤压铸造铸件成形品质的影响规律,获得了连杆半固态挤压铸造铸造的合理工艺参数:浇注温度为576～583℃、模具温度为200～250℃、冲头速度为0.1-0.5 m,s-1.在该工艺参数下进行成形,金属浆料填充平稳,凝固时间较短,挤压铸件缺陷少.     

SLA原型和石膏型相结合快速精密铸造工艺

SLA快速成型工艺可以迅速容易地实现CAD数据模型的实物化，能够快速灵活地制作可用于熔模铸造的高分子模型，结合精密铸造工艺可以快速铸造单件或小批量铸件，相比于利用压型制备蜡模的传统熔模铸造。大大缩短了制造周期，降低了成本，并提高了零件设计修改的灵活性。对基于SLA原型和石膏型精密铸造结合的快速铸造工艺进行了研究，涉及原型的制作工艺、石膏型的制作和合金的熔炼等内容。通过对SLA原型的热性能分析．确定了原型的脱失工艺，得到了比较合理的石膏型焙烧工艺，最终获得了可用于有色合金铸件的单件或小批量快速铸造工艺，并进行了工艺实践。     

基于快速原型的转移涂料法制作模具技术

将快速原型制造与转移涂料精密铸造结合,对复杂曲面金属模具的快速制作方法进行了探索。该方法用三维造型软件设计模具,用分层制作技术快速得到模具原型,再基于原型直接采用转移涂料工艺,制作出近净型金属模具毛坯。该工艺流程短,成本较低,特别适合砂型铸造或消失模铸造用的小型金属模具的快速制作。     

铝合金消失模模具的快速制造

快速成型工艺结合精密铸造技术是快速制造金属模具的主要途径。研究了一种适用于铝合金消失模模具铸造的最佳工艺，以达到减少铝铸件针孔、提高铝合金铸件质量的目的，解决了新产品开发中金属模具快速制作的关键问题，同时也为快速制造技术在铸造中的应用开辟了一个新领域。     

复杂薄壁金属零件的快速制造技术

本研究以真空差压铸造技术为基础,结合选择性激光烧结（SLS）快速原型技术和陶瓷壳型精密铸造技术,开发了一种从计算机三维模型到金属零件的快速制造工艺－快速精确铸造工艺,可以实现复杂薄壁铝合金零件的快速成形。本文着重描述了由SLS塑料原型快速制取陶瓷型壳和真空差压精确铸造技术的工艺特点,解决了新产品开发中金属零件快速制造的关键问题,为快速成形技术在铸造中的应用开辟了一个新领域。     

铸造--支持金属零件(模具)快速制造的关键使能技术

金属零件(模具)的快速制造分为直接法和间接法.由于直接快速制件在力学性能、尺寸精度等方面还存在不足,基于快速原型间接制造金属零件(模具)就成为目前切实可行的主要方法,其中,铸造技术由于具有成形、快速、成本低、性能好的特点,成为支持金属零件或模具快速制造的关键使能技术.实践和研究表明,铸造与快速成形技术的结合是成功的.给出了基于铸造技术实现金属零件快速制造的工艺路线.     

新型陶瓷浇口套在低压铸造铝合金轮毂中的应用

在铝合金轮毂低压铸造过程中,浇注系统的设计及材料的选取对铸造过程中的充型及凝固影响重大。对使用陶瓷浇口套与传统金属浇口套的工艺稳定性,进行了对比分析。结果表明,在低压铸造过程中,传统的金属浇口套存在腐蚀快、导热快、铸造工艺难以调整并且波动大、受环境和原料温度影响大等问题;陶瓷浇口套耐腐蚀性强、保温性好、耐高温,能有效地保证补缩通道的温度,最终凝固的冒口部位废料明显减少。     

Gating system optimization of high pressure die casting thin-wall AlSi10MnMg longitudinal loadbearing beam based on numerical simulation

High pressure die casting(HPDC) is a kind of near net shape manufacturing method. However, air entrapment in HPDC parts has serious effects upon the casting quality. In order to reduce the air entrapment defects in a AlSi10 MnMg alloy thin-wall longitudinal load-bearing beam produced by HPDC, different gating systems were designed and simulated by software Flow-3D to evaluate the entrapped air. Simulation results showed that when the beam is produced by the original designed gating system with a middle ingate, there exist obvious air entrapments in the critical area; the volume of air entrapment was reduced by replacing the middle ingate to an overflow well, and the filling of molten metal became more stable. When the middle ingate was removed for further improvement, the volume of air entrapment was decreased drastically. The parts with glossy surface and good microstructure have been successfully produced by using the final optimized gating system based on simulation results.     

薄壁铝合金铸件真空差压铸造工艺的研究

介绍了用于薄壁铝合金铸件的真空差压铸造工艺。该工艺具有装置简单、充型速度平稳可调、充型能力好、铸件质量高的特点。对该工艺作了深入研究 ,论述了其基本原理。结果表明该工艺的压力时间曲线具有优良的线性关系 ,与传统的重力铸造和真空吸铸相比具有优异的充型性能 ,非常适用于薄壁铝合金铸件的生产     

基于SLS塑料原型的金属零件的快速铸造

利用选择性激光烧结（SLS）快速成型工艺烧结塑料原型,结合精密铸造技术制出了金属零件。研究了原型用塑料粉受热裂解燃烧特点,并据此制订了从计算机三维模型到金属零件的快速铸造工艺。描述了陶瓷型壳的制备和金属零件的铸造工艺,并对零件的精度进行了测量。     

基于选区激光烧结的熔模铸造耐碱腐蚀阀门零件工艺

介绍了采用选区激光烧结(SLS)技术烧结耐碱腐蚀阀门PS基粉料原型件,并结合熔模铸造技术制造阀门铸件的一体化技术。包括铸造型壳制备,尤其是铸件“蜡模”熔失的问题,并据此制订了从计算机三维模型到金属零件的快速铸造工艺。