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。     

用3D打印技术改进430B型滑鞍铸件质量

介绍了430B型滑鞍铸件的结构特点,原工艺由于形成滑鞍导轨内腔的砂芯较长,如果做成整体砂芯,不但制芯困难,浇注时砂芯也容易变形或折断,无法保证尺寸精度;如果将纵向导轨内的砂芯分为两段制作,对操作人员的技能成熟度依赖性较高,若砂芯发生晃动,容易引起尺寸不均匀或者呛火;若将分段砂芯固定过紧,会使砂芯受力不均匀,芯头拐角容易被压溃,导致铸件夹砂。利用3D打印无模铸造工艺,将铸件的内腔蘑菇芯和上型进行整合,同时将形成430B型滑鞍铸件下部轮廓的砂芯用下型带出,生产的铸件均无夹砂、尺寸超差等缺陷,质量改进效果显著。     

3D打印技术在气缸盖铸件开发上的应用

介绍了气缸盖铸件的结构,详细阐述了3D打印气缸盖砂芯的工艺及铸造工艺:(1)将底板芯、进/排气道芯、下水套芯组合在一起,形成1个砂芯,然后将顶盖芯及原装配芯组合在一起;(2)3D打印所用芯砂性能指标为:发气量≤10mL/g,常温抗拉强度≥1.75 MPa,常温抗弯强度≥2.75 MPa;(3)浇注温度为1 440～1 460℃,浇注时间16～18 s,浇注铁液质量200 kg。生产结果显示:铸件的尺寸精度达到了CT8级,铸件的力学性能也达到了设计要求,在开发成本和生产周期上都较传统方式有了很大地提高,实现了复杂铸件的快速开发。     

3D打印技术在气缸盖铸件生产上的应用

介绍了气缸盖的铸件结构及技术要求,并对铸件结构及工艺性进行分析,采取了以下铸造工艺:(1)采用开放式浇注系统,阻流截面位于直浇道底部;(2)利用3D打印技术,打印3块砂芯,#1芯主要做出浇注系统,#2芯将进气道芯、排气道芯、下水腔芯、上水腔芯、后水腔芯等合并为一个3D打印砂芯,#3芯主要做出铸件顶部结构及型腔出气结构,这样可以避免下芯工序,使操作简化;(3)原砂粒度为50/100目,采用高渗透性Al-Si系涂料打底,局部易出现脉纹的地方补刷水基锆英粉涂料。生产结果显示:按照上述工艺生产的铸件外观良好,尺寸精度达到CT9级,符合技术要求。     

3D打印技术在缸体铸件生产中的应用

介绍了采用3D打印技术生产铸件的工艺原理,详细阐述了3D打印快速成型技术在缸体铸件生产中的应用。结果显示:随炉试棒的抗拉强度平均值为268 MPa,缸体顶面和缸筒壁硬度平均值分别为201 HB和191 HB,符合技术要求;铸件全尺寸和关键部位的位置度实际测量值都在要求范围内,说明打印的砂芯在浇注过程中变形较小,砂芯的打印精度较高;铸件进行机加工、装机后进行了台架冷试试验,结果良好。最后得出结论:采用3D打印制作全组芯砂型浇注铸件的工艺可以实现快速生产复杂铸件,铸件尺寸合格率高,试验周期大幅缩短,可有效支持产品先期研发工作。     

F级重型燃气轮机涡轮轴承座的生产工艺

介绍了F级重型燃气轮机涡轮轴承座铸件的结构及技术要求,详细阐述了其铸造工艺:采用开放式浇注系统,设计S型横浇道,使铁液从铸件底部均匀平稳进流,避免了5个筋板融合不良的问题;采用3D打印制芯方法,替代了传统的手工制芯方法,空腔筋板处的砂芯设计了专用的芯骨,并在芯骨上缠绕排气管,增加砂芯强度并解决了排气不畅的问题;使用"宝...     

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。     

机床滑鞍钳口部位铸造质量改进

介绍了机床滑鞍的铸件结构及技术要求,详细阐述了原来采用的传统铸造工艺及出现的问题,针对滑鞍钳口处出现的夹砂及尺寸问题,采取了以下措施:利用3D打印技术将钳口处内外结构及出气冒口整体由3D砂芯带出,3D打印砂芯最小吃砂量30~40 mm,并在外侧设置10 mm倒稍斜度,防止出芯时脱落;模具结构设计时去除钳口结构,并在砂芯底平面和模具上表面设置能够相互定位的凸台和凹槽。生产结果显示:铸件的钳口缺陷发生率不到1%,有效解决了夹砂及尺寸问题。     

基于砂芯3D打印技术的整体气缸盖铸件开发

为加快开发进度,降低开发成本,在整体气缸盖开发过程中,采用3D打印砂芯进行样件试制。由于形成该缸盖内腔的水套砂芯单薄,为降低试制失败风险,采用A、B两个打印厂家的砂芯进行试验开发。对两个生产厂家的3D打印试块抗拉强度、发气量、发气速度、高温性能等参数进行了对比检测,制定3D打印砂芯生产样件的试制工艺方案,在第一次试制结果基础上采取了优化措施,制定了多重方案进行试制,从而得到合格铸件。     

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。     

利用3D打印工艺生产V型燃气发动机缸体铸件

介绍了V型燃气发动机缸体铸件的结构及技术要求,分析了该铸件的生产难点,决定采用3D打印砂芯工艺:两侧砂芯形成铸件的侧面外观结构及冒口,中间整体砂芯则形成铸件的内腔结构和两端面结构,底部2块砂芯形成铸件缸口外观结构和浇注系统,砂芯之间通过凹凸定位台进行定位。生产结果显示:铸件尺寸精度可以达到CT9级,铸件关键区域RT最大为I级,1 MPa水压30 min无渗漏,检验均合格,金相组织和力学性能也均符合技术要求,使用3D打印技术提高了生产效率,提升了产品质量,降低了生产难度。     

3D打印技术在叶片精铸上的应用

详细阐述了基于3D打印技术精密铸造叶片的铸造工艺方法:(1)将型芯切分为4块砂芯,最底层芯为浇道芯,第2层芯为下部叶柄,第3层芯为叶片芯,最上层芯包含上部叶柄及补缩冒口,切分时将叶片结构全部放置于叶片芯中;(2)整个叶片结构的补贴设计为0.8 mm,涂料的涂层厚度控制在0.3 mm内,流涂后将砂芯放置在低温烘干窑中烘干24h;(3)根据型芯序号将型芯组好,并用卡箱螺杆将芯组卡紧固定。生产结果显示:3D打印的型芯精度高,砂型表面质量好,工艺设计不再受产品结构限制,不仅简化了工艺设计难度,铸件的补贴量也比传统铸造大幅度减少。     

利用3D打印技术无模铸造压缩机气缸铸件

介绍了压缩机气缸铸件的结构及技术要求,详细阐述了该铸件的生产工艺:利用3D打印无模铸造不必考虑起模性的特点,合理布局浇注系统。生产结果显示:(1)气缸铸件的浇注系统布局紧凑,位于铸件空腔内部,铸件工艺出品率可达到80%以上;(2)采用全组芯工艺,砂铁比可以控制在2.5以下;(3)砂芯数量大幅减少,降低操作人员的技能要求,铸型定位简单、精准,生产的铸件壁厚尺寸均匀、同心度高;(4)利用3D打印技术生产首件铸件,研发周期可以缩短70%以上。     

3D打印技术在中间车钩铸造质量改进中的应用

中间车钩原铸造工艺采用酯硬化水玻璃砂生产的坭芯易导致铸件内腔皱纹缺陷超标。为了解决此问题,采用了3D打印技术制作覆膜砂坭芯的新工艺。结果表明,使用3D打印的覆膜砂坭芯后,车钩体内腔表面质量得到显著改善,解决了车钩内腔皱纹超标的问题,铸件质量符合JIS-G0588标准规定。     

90D缸体铸件缺陷的防止措施

介绍了90D缸体的铸件结构特点,分析了90D缸体铸件小批生产时出现的水套芯折断、砂眼、渗漏和气孔等缺陷的原因,决定采用下列改进措施:采用底注式浇注系统;设置4个冒口,使用23根明排气针和17根暗排气针;砂芯局部增加加强筋并采用圆滑过渡结构;调整水套芯与盖板芯配合芯头间隙;增加覆膜砂小芯;在热节部位刷Te粉涂料;在砂芯个别部位加芯撑;在所有水套砂芯工艺芯头处钻排气孔,加强水套砂芯在浇注时排气;将水套砂芯的树脂加入量降低至1.4%;砂芯运输采用专用垫板及小车。采用上述措施后,水套芯折断、砂眼、渗漏和气孔缺陷已消除,铸件内废率控制在3%以下,加工外废率控制在10%以下,综合废品率控制在15%以下。     

液力传动机车阀体3D打印铸造工艺的开发

介绍了液力传动机车阀体的结构特点,针对传统手工造型工艺带来的问题,制定了3D打印造型、制芯工艺。生产结果显示:通过采用合理的砂芯分型方案,大大减少了砂芯数量,有效控制了尺寸精度,铸件尺寸精度可以达到GB/T6414 CT9级,内腔壁厚均匀;简化阀体组芯工序,提高了生产效率;降低砂铁比,提高了铸件出品率,节约了各项成本;铸件外观质量良好,披缝少且容易处理;投产80件,未出现冷隔、穿皮等缺陷,夹渣报废4件,废品率为5%。     

基于3D打印的某型柴油机缸盖铸造成型工艺

介绍了某型船用柴油机缸盖采用3D打印砂芯的铸造成型过程,结合3D打印技术优势对复杂的型芯进行整合,并设计专用的排气孔、冷铁孔、坭条槽、定位等装置,减少了铸件皮缝数量,提高了铸件表面品质和尺寸精度。     

3D打印技术的最新发展及在铸造中的应用

介绍了3D打印技术的现状与发展,重点介绍了3D打印技术在未来铸造生产中的发展和应用。3D打印技术是新的工业革命的标志性技术之一,3D打印砂芯技术用于铸造,可实现无模铸造,有效提高复杂铸件的生产效益和效率,将给铸造业带来一场新的技术革命。     

3D打印砂芯(型)在铁路铸钢件中的应用研究

研究了3DP和SLS两种砂芯(型)3D打印工艺在铁路铸钢件中的应用。分别采用上述两种工艺打印砂样并测试了砂样常规性能,打印了铁路钩舌砂芯并开展了铸造试验。结果表明,两种工艺打印砂样的常温强度和发气量均满足铸造生产要求;均可在无需开模的情况下快速打印钩舌砂芯,得到的铸件尺寸精确、表面光洁。     

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。