3D打印快速制造技术推动铸造行业革命性发展

3D打印快速制造技术推动铸造行业革命性发展

王随

西安航空制动科技有限公司   陕西  西安   710000

摘要：3D打印技术逐渐作为一种新型的增材制造手段被人们广泛的认知。这项技术的使用能够有效的突破之前先进性模具制造再完成产品生产的状况，将其转变为直接对生产荣模精密铸造蜡模，或直接进行金属件的打印操作。大量的3D打印技术直接或者间接化的应用在成型金属零件当中，通过将3D打印技术与传统的铸造行业进行有机的融合，能够使得铸件制造成本降低，使得制造行业得到更大的关注。这篇文章通过对于几种工业类型的3D打印和快速打造金属制件的方法进行介绍，能够更加有效地解决掉单件样机、批量小、成本低、周期短的问题。通过将3D打印技术能够与其他技术的有机结合，应用到企业的科研项目和项目生产过程中，有着更大的价值，同时能够进一步的加强探索和发挥推广作用。

关键词：3D打印;制造技术;铸造行业；发展

1引言

3D打印技术发展至今已经有近好长的时间。从最开始的“快速成型“快速成型”到之后发展的“3D打印”再到当前的“增材制造”，已经受到了越来越多人的关注。从近十几年的发展阶段看来，人们更加关注于该项技术手段的发展情况，各种相关企业和工艺实验室在我国林立起来。

3D打印技术当前在工业造型、机械制造等多种领域都有了广泛性的使用。通过使用这项技术手段，能够发现各种各样的生活用品能够通过使用这种方式被生产出来。通过种种技术手段的发展，3D打印技术这项技术被称之为推动工业发展4.0的关键性技术手段，能够有效地推动制造行业革命性的发展。

3D打印技术已经在各种行业当中进行使用和融合，能够有效地改善传统的工作形式，使得人们对于3D打印技术只适用于科研试制、小批量、贵等一系列的负面问题向着更加积极的方向发展，这篇文章重点的分析了3D打印技术在铸造行业当中的融合使用状态。

2工业级3D打印技术、铸造融合配套技术

本篇重点的介绍了SLS、SLA、3DP这三项重点的打印技术以及铸造融合配套技术，以此说明制造行业的应用情况。

SLS这项技术主要是实现粉末的打印。激光自身会有比较高的能量，能够让粉末产生比较高的温度，会使相邻的粉末进行一些列的烧结反应，从而使其连接在一起，通过采取层叠和选区烧结的办法，就能够有效地实现复杂产品的成型。SLS也被称之为一项万能的技术手段，只要能够将材料制成粉末都能够使用该项技术手段，当前主要应用于铸造的材料包含有尼龙、PS、石蜡等。

SLA这项技术手段是通过使用激光进行选择性的让需要成型的液态光敏树脂进行聚合反应操作，从而能够使得原材料变硬，通过层叠和选区烧结的方式办法，能够有效地实现复杂产品的成形性，当前应用到的主要材料是液态光敏树脂。

3DP这项技术采用的是粉末材料的成型办法，通过使用喷头能够将零件的截面在材料当中完成印刷，主要应用到的材料包含有树脂砂、石膏、陶瓷等。

铸造方面的主要用法：

（1）快速模具生产

利用尼龙粉成型尼龙件的办法，利用PS件浸树脂和光敏树脂等来代替型芯，能够使得模具表面呈现表面光滑、尺寸精密，不好开裂等优势，同时也能够更加方便模具的修改，促进模具能够有效地实现复杂铸型和型芯的铸造工作，能够达到50-100件产品的使用。打印出来的尼龙件和PS件能够通过使用硅胶模具，被广泛的使用在蜡模的生产过程中。

（2）熔模铸造用蜡模

打印蜡件的主要优势是不需要使用模具就能够生成蜡件，对于蜡件的复杂程度并没有比较高的要求，要求的蜡件的个性化程度比较强，只跟三位数据有着比较大的关系，主要应用于小批量的铸件和复杂的零部件生产过程中。

2工业级3D打印、铸造融合配套技术应用

从当前的发展阶段看来，3D打印技术已经成功的与多种铸造技术进行了有机的融合，正在不断地探索与真空增压铸造等铸造方法的融合方式，技术能够主要的应用于生产铝合金、钢铁等铸件，实现快速铸造工作。

3D打印制造过程与零件的复杂程度并没有太大的关系，以中等的复杂铸件作为例子，通过3D打印和砂型铸造的有机结合，最快能够实现1-3天完成铸件的毛坯化生产，3D打印与硅溶胶熔模精密铸造件最快能够2-5天，针对于复杂的缸体和缸盖结构来说，生产10个件也仅仅需要10天的时间。

当前，大量的叶轮、涡轮、泵体等作为典型的不规则的铸件，在生产的过程中，不再仅仅需要采用模具进行铸件的生产工作，而是需要通过3D打印的方式通过铸造融合的方式，使得整个设计过程更加符合空气力学，能够有效地打破以制造为先的设计观念，能够有效地提升铸件的使用寿命和整体的实施效果。

许多的军工单位已经不再仅仅使用模具的方式从而获得铸件的毛坯，更多的选择成熟的3D打印与铸造相结合的方式，以实现铸件的毛坯化生产，会使得整体的运行速度快，成本更加低廉，整体的质量情况更加具备优势，从而能够让企业有更强的依赖感，许多的企业通过学习3D打印技术的使用方式，利用3D打印技术实现零件的制造，这与零件的复杂程度并没有太大的关系，通过转变原有的以制造为先的设计观念，能够有效地提升零件的整体功能性，会使得零件的结构更加的精致化更加的合理化。

结语：

综合上文内容，通过将3D打印技术与铸造手段进行融合，能够使得铸造工作更加快速，使得整体的工序会变得比较简单，让原本复杂的铸件制造成本更加低廉、铸造的周期更短。这项技术手段已经被大量的使用到了汽车、航空航天、兵器等行业当中，并会不断的进行延伸，这会对社会生产系效率的提升起到极大的推动作用。3D打印技术和铸造融合技术会成为未来发展的关键性技术手段，能够有效的推动制造行业的高速发展，能够与其他技术一同共同推动人们生产方式的变革。

参考文献：

[1]程馨.论3D打印的熔模铸造工艺设计[J].特种铸造及有色合金,2022,42(04):532-533.

[2]陈垦,郝俊伟,宋彬等.3D打印快速制造技术推动铸造行业革命性发展[J].世界制造技术与装备市场,2020(04):24-26.

[3]王晓燕. 3D打印在铸造领域的价值与应用趋势[C]//中国机械工程学会,铸造行业生产力促进中心.2018中国铸造活动周论文集.2018中国铸造活动周论文集,2018:187.