4.快速鑄造:在制造業(yè)特別是航空、航天、國(guó)防、汽車等重點(diǎn)行業(yè),共基礎(chǔ)的核心部件一般均為金屬零件,而且相當(dāng)多的金屬零件是非對(duì)稱性的、有不規(guī)則曲面或結(jié)構(gòu)復(fù)雜而內(nèi)部又含有精細(xì)結(jié)構(gòu)的零件。這些零件的生產(chǎn)常采用鑄造或解體加工的方法。在鑄造生產(chǎn)中,模板、芯盒、壓蠟型、壓鑄模的制造往往是用機(jī)加工的方法來(lái)完成的,有時(shí)還需要鉗工進(jìn)行修整,不僅周期長(zhǎng)、耗資大,而且從模具設(shè)計(jì)到加工制造是一個(gè)多環(huán)節(jié)的復(fù)雜過(guò)程,咯有失誤就會(huì)導(dǎo)致全部返工。特別是對(duì)一些形狀復(fù)雜的鑄件,如葉片、葉輪、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋等,模具的制造是一個(gè)難度更大的問(wèn)題,即使使用數(shù)控加工中心等昂貴的設(shè)備,在加工技術(shù)與工藝可行性方面仍有很大困難?梢栽O(shè)想,如果遇到此類零件的試制或小批量生產(chǎn),其制造周期、成本及風(fēng)險(xiǎn)是相當(dāng)大的。
激光快速成型技術(shù)已被證明是解決小批量復(fù)雜零件制造的非常有效的手段。迄今為止,我們己通過(guò)激光快速成型成功地生產(chǎn)了包括葉鈴、葉片、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子、泵體、發(fā)動(dòng)機(jī)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(jié)合稱為快速鑄造工藝。圖5給出了快速鑄造工藝與傳統(tǒng)鑄造工藝的比較。由于快速鑄造過(guò)程無(wú)須開模具,因而大大節(jié)省了制造周期和費(fèi)用。圖6是采用快速鑄造方法生產(chǎn)的燃?xì)舛⻊?dòng)機(jī)S段,零件直徑80Omm,高410m們,按傳統(tǒng)金屬鑄件方法制造,模具制造周期約需半年,費(fèi)用幾十萬(wàn)。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(fèi)用每件不超過(guò)2萬(wàn)(共6件)。用快速成型方法生產(chǎn)的新型坦克增壓器的鑄造熔模,我們用5天時(shí)間就完成了37件蠟?zāi)5纳a(chǎn),使整個(gè)試制任務(wù)比原計(jì)劃提前了3個(gè)月。
5.翻模成型:實(shí)際應(yīng)用上,很多產(chǎn)品必須通過(guò)模具才能加工出來(lái)。用成型機(jī)先制作出產(chǎn)品樣件再翻制模具,是一種既省時(shí)又節(jié)省費(fèi)用的方法。發(fā)動(dòng)機(jī)泵殼原型件產(chǎn)品用傳統(tǒng)機(jī)加工方法很難加工,必須通過(guò)模具成型。據(jù)估算,開模時(shí)間要8個(gè)月,費(fèi)用至少30萬(wàn)。如果產(chǎn)品設(shè)計(jì)有誤,整套模具就全部報(bào)廢。我們用快速成型法為該產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)模框中,澆入配好的硅橡膠,靜置12·20小時(shí),硅橡膠完全固化,打開?,取出硅橡膠用刀沿預(yù)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(guò)該模制出蠟型,經(jīng)過(guò)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(gè)月內(nèi)制造出來(lái),經(jīng)過(guò)必要的機(jī)加工,即可裝機(jī)運(yùn)行,使整個(gè)試制周期比傳統(tǒng)方法縮短了三分之二,費(fèi)用節(jié)省了四分之三。
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