4.快速鑄造:在制造業特別是航空、航天、國防、汽車等重點行業,共基礎的核心部件一般均為金屬零件,而且相當多的金屬零件是非對稱性的、有不規則曲面或結構復雜而內部又含有精細結構的零件。這些零件的生產常采用鑄造或解體加工的方法。在鑄造生產中,模板、芯盒、壓蠟型、壓鑄模的制造往往是用機加工的方法來完成的,有時還需要鉗工進行修整,不僅周期長、耗資大,而且從模具設計到加工制造是一個多環節的復雜過程,咯有失誤就會導致全部返工。特別是對一些形狀復雜的鑄件,如葉片、葉輪、發動機缸體、缸蓋等,模具的制造是一個難度更大的問題,即使使用數控加工中心等昂貴的設備,在加工技術與工藝可行性方面仍有很大困難。可以設想,如果遇到此類零件的試制或小批量生產,其制造周期、成本及風險是相當大的。
激光快速成型技術已被證明是解決小批量復雜零件制造的非常有效的手段。迄今為止,我們己通過激光快速成型成功地生產了包括葉鈴、葉片、發動機轉子、泵體、發動機缸體、缸蓋等千余仕掃盤鉆件 我們將快速成型與鑄造工藝的結合稱為快速鑄造工藝。圖5給出了快速鑄造工藝與傳統鑄造工藝的比較。由于快速鑄造過程無須開模具,因而大大節省了制造周期和費用。圖6是采用快速鑄造方法生產的燃氣二動機S段,零件直徑80Omm,高410m們,按傳統金屬鑄件方法制造,模具制造周期約需半年,費用幾十萬。用快速鑄造方法,快速成型鑄造熔模7天(分6段組合),拼裝、組合、鑄造10天,費用每件不超過2萬(共6件)。用快速成型方法生產的新型坦克增壓器的鑄造熔模,我們用5天時間就完成了37件蠟模的生產,使整個試制任務比原計劃提前了3個月。
5.翻模成型:實際應用上,很多產品必須通過模具才能加工出來。用成型機先制作出產品樣件再翻制模具,是一種既省時又節省費用的方法。發動機泵殼原型件產品用傳統機加工方法很難加工,必須通過模具成型。據估算,開模時間要8個月,費用至少30萬。如果產品設計有誤,整套模具就全部報廢。我們用快速成型法為該產品制作了塑料樣件,作為模具母模用于翻制硅膠模。將該母模固定于鋁標準模框中,澆入配好的硅橡膠,靜置12·20小時,硅橡膠完全固化,打開模框,取出硅橡膠用刀沿預定分型線劃開,將母模取出,用于澆鑄泵殼蠟型的硅膠模即翻制成功。通過該模制出蠟型,經過涂殼、焙燒、失蠟、加壓澆鑄、噴砂,一件合格的泵殼鑄件在短短的兩個月內制造出來,經過必要的機加工,即可裝機運行,使整個試制周期比傳統方法縮短了三分之二,費用節省了四分之三。
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