熔模鑄造最大的優(yōu)點就是由于熔模鑄件有著很高的尺寸精度和表面光潔度，所以可減少機械加工工作，只是在零件上要求較高的部位留少許加工余量即可，甚至某些鑄件只留打磨、拋光余量，不必機械加工即可使用。采用熔模鑄造方法可大量節(jié)省機加工設備的工作時間，并大幅度節(jié)約金屬原材料。
影響鑄件尺寸精度的因素較多，例如模料的收縮、熔模的變形、型殼在加熱和冷卻過程中的線量變化、合金的收縮率以及在凝固過程中鑄件的變形等，再加上鑄造大尺寸產品容易發(fā)生的裂變問題，熔模鑄造是個技術+經驗的學問。
總部位于美國的Alliant Casting是一家歷史悠久的鑄造企業(yè)，最近這家公司挑戰(zhàn)了通過FDM技術打印ABS材料用于大尺寸熔模鑄造的項目。這為ABS這種經濟又普遍的工程塑料通過3D打印進入到工業(yè)級大型零件的試制應用打開了想象空間。
圖片：無任何熱裂缺陷產生的鑄件
解決熱膨脹
和熱裂缺陷
成立于1885年的Alliant鑄造企業(yè)長期為客戶提供優(yōu)良的鑄件，這得益于Alliant Casting 對鑄造技術的不斷革新。最近，這家百年鑄造廠將3D打印技術引入到了鑄造工藝流程中，讓鑄造的成本得到顯著下降，鑄造周期顯著縮短。
為了解決大型零件的熔模鑄造需求，Alliant使用的3D打印機是Tian 3D Robotics 公司的Altas 2.0 FDM 3D打印機，這臺3D打印機的主要任務是進行熔模的3D打印。Altas 2.0 3D打印機的構建空間為915 x 915 x 1220mm。
在購買Altas 2.0 3D打印機之前，Titan 3D 公司為 Alliant 鑄造廠3D打印了一個ABS 熔模，用時12個小時。3D打印的ABS 熔模在交付給鑄造廠之后將作為失蠟鑄造工藝中的熔模母模，鑄造廠將為母模覆耐火材料，并在燒掉熔模之后獲得型殼，最終通過砂模進行金屬零部件的鑄造。從制模到完成金屬件的鑄造總計花費的時間為2個工作日，而通過傳統(tǒng)工藝進行失蠟鑄造，首先需要通過模具來制造熔模，僅是熔模的制造就是一個繁瑣的過程。
當然，我們知道ABS熱膨脹率在100攝氏度時為0.35%，此后保持穩(wěn)定，在125度時開始液化。如何保證熔模鑄造過程中容易出現的漲殼問題，這也需要在3D打印建模的過程中針對材料的特點考慮進去。通過3D打印技術，Alliant能夠在24小時之內完成以往需要花費2周時間才能完成的鑄造工作，鑄造成本由35,00美元下降至1300美元。
除了材料的熱膨脹，熔模在大型零部件的鑄造應用中容易產生熱裂缺陷，Alliant 鑄造廠在將大尺寸熔模用于鑄造的時候也面臨著同樣的挑戰(zhàn)，而憑借多年積累的know how,Alliant成功克服了這一問題。所以說駕馭3D打印技術的應用，不僅僅是3D打印技術本身，這項技術還需要跟應用領域的經驗深度結合才能綻放出其商業(yè)價值。
除此之外，Alliant逐漸開發(fā)了FDM 3D打印技術在鑄造領域的更多應用,例如將具有良好力學性能和耐熱性的ABS 3D打印部件應用于大型零部件的壓鑄模鑄造工藝中，將3D打印的PLA 部件用于消失模鑄造工藝中，以及用在小型零部件的自硬法造型工藝中。
全部評論 0
暫無評論