熔模鑄造是用蠟料製成蠟模,在蠟模上包覆若干層耐火塗料製成型殼,熔出蠟模後經高溫焙燒即可澆鑄的鑄造方法。

經熔模鑄造製得的鑄件不僅精度高而且表面光潔,所以被廣泛用於生產汽輪機、渦輪機的葉片或葉輪,切削刀具以及飛機、汽車和工具機上的小型零件。

但傳統熔模鑄造技術中熔模的生產存在工藝複雜、精度不易控制等問題,且生產成本高,製作周期長。

3D列印技術的出現,為長期困擾人們的複雜熔模製造提供了一個新途徑。

1 精鑄蠟模的製造

1.1 傳統精鑄蠟模的製造過程

(1)先用鋼或銅合金製成母模,用它來製造壓型。

(2)用鋼、錫青銅或鋁合金加工成壓型。

(3)用50%石蠟和50%硬脂酸配製成低熔點蠟料。

(4)將熔融的蠟料壓入壓型,待冷凝後取出,並在冷水槽中冷卻,再經修整檢驗後便得到單個蠟模。

1.2 精鑄蠟模的快速製造過程

(1)在計算機中建立加工蠟模的三維實體CAD模型,輸出STL文件。
然後用分層軟體進行切片處理,得到每一加工層面的信息,同時獲得雷射束的二維掃描軌跡。

(2)雷射束在計算機控制下對成型粉末材料逐層進行掃描燒結,完成一層後,工作檯面下降一個層厚,這樣循環往復,層層疊加便可製造出蠟模的三維實體。 採用選擇性雷射燒結快速成型技術生產精鑄蠟模,可以使生產過程大為簡化,從零件圖紙到工藝設 計、蠟模的三維實體造型等都可由計算機完成,並且可以生產任何複雜程度的鑄件,同時也省去了許多工 裝設備,是一種簡便適用的方法。

2 精鑄蠟模的雷射燒結成型工藝參數
利用HLP-350I點掃描雷射燒結快速成型機進行蠟模燒結試驗。表1為蠟模的雷射燒結成型工藝參數。

3 精鑄蠟模的後處理工藝
精鑄蠟模的後處理工藝 精鑄蠟模的雷射燒結件必須經後處理才能滿足精鑄的使用要求,後處理的具體過程如下:

(1)去除雷射燒結蠟模表面多餘的虛粉。

(2)在化蠟爐中對蠟模進行浸蠟處理,使蠟模表面均勻包覆一薄層蠟液。

(3)用細砂紙對浸過蠟的蠟模表面進行打磨處理,去掉多餘的蠟痕。

(4)用有機溶液輕輕擦洗蠟模表面,降低表面粗糙度。

4 精鑄工藝試驗
現以汽車發動機的彎管為例,對其快速成型精鑄蠟模進行精鑄工藝試驗。

4.1 試驗過程和試驗條件

其試驗條件為

(1)脫模方式:蒸氣脫模。

(2)澆注方式:真空澆注。

(3)澆注材質:K413合金。

(4)澆注溫度:1580℃。

(5) 澆注時間: 5s。

結論
在選擇性雷射燒結的基礎上,詳細介紹了精鑄蠟模的快速製造過程,並以汽車發動機彎管的熔模製造為例進行試驗,得到了具有較高精度的鑄件,表明這種方法是複雜熔模製造的一種切實可行的辦法,豐富了傳統熔模鑄造的內容。

資料來源：網上新聞

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