一种连接件的快速精密铸造.pdf

2020年第2期 铸造设备与工艺1 产品介绍我公司接到某种连接件的试制订单，首批共计16 件，材质为碳钢，尺寸57.5mm×57.5mm×57.5mm，重量450g，其产品结构如图1所示。铸件要求表面粗糙度Ra12.5，尺寸精度满足-0.5mm~0mm的负公差，要 求 交 期 14天，采用砂型铸造无法满足技术要求。2 试制过程2.1 铸造方案分析由于大螺纹孔较深，不 利于铸造，故将此孔铸死，后续进行加工。从大螺纹孔面进流，利于铸件顺序凝固，浇口大小通过模数法计算得出，每组4件，如图2所示。该铸件尺寸小，表面粗糙度及尺寸精度要求高，适合采用精密铸造的方式生产，但该产品尚处于开发阶段，且订单数量少，不 适 合 开 模 ，故 考虑使用3D打印SLA蜡模替代传统蜡模进行生产，节省开模成本并缩短生产周期，使用传统蜡模与SLA蜡模生产16件成品，成 本 、周 期 对 比如表1、表2所示，节省制作成本约78%，节省生产周期约50%.2.2 产品生产过程由于铸件要求尺寸精度较高，首轮试制仅生产4件，以确认铸造缩尺，试制缩尺为1.016，即不考虑蜡模收缩，仅考虑铸件液态收缩。蜡模采用SLA工艺打印，所用材料为DSMSo-一种连接件的快速精密铸造李嘉豪，杨 洋，杜文强（共享智能铸造产业创新中心有限公司，宁夏银川 750021）摘要：介绍了一种连接件的快速精密铸造工艺，通过SLA技术打印光敏树脂蜡模，替代传统蜡模，实现了无压型生产，节约了开模成本，并缩短生产周期，在10天内生产出合格精密铸件，完成订单的交付。关键词：快速精密铸造；光敏树脂蜡模；SLA中图分类号：TG249.5 文献标识码：A 文章编号：1674-6694（2020）02-0029-02RapidPrecisionCastingProcessforaConnectingPartLIJia-hao，YANGYang，DUWen-qiang（NationalInteligentFoundryInnovationCenter，YinchuanNingxia 750021，China）Abstract：Thispaperintroducesakindofrapidprecisioncastingprocessofconnectingparts，whichusesSLAtechnologytoprintphotosensitiveresinwaxmodelinsteadoftraditionalwaxmodeltoachievenon-pressuremoldproduction，whichnotonlysavesmoldopeningcost，butshortensproductioncycle，producesqualifiedprecisioncastingswithin10daysandcompletesthedeliveryoforders.Keywords：rapidprecisioncasting，photosensitiveresinwaxmold，SLA收稿日期：2020-03-03作者简介：李嘉豪（1994-），男，助理工程师，现主要从事光敏树脂打印铸造相关工作。图1 铸件结构示意图·应用研究· doi：10.16666/j.cnki.issn1004-6178.2020.02.009铸造设备与工艺FOUNDRYEQUIPMENTANDTECHNOLOGY2020年第2期2020年 4月 Apr.2020 翼229窑 窑2020年第2期Apr.2020 翼2 铸造设备与工艺mosWaterShedXC11122，打印时采用Magics 软件TetraShellTM模块进行镂空处理，共打印4件。打印时间为6h，最终打印精度为±0.1mm，表面粗糙度Ra6.3，满足使用要求，打印蜡模如图3所示。铸件采用硅溶胶工艺制壳，型壳层数为7层，按照传统蜡模工艺进行脱蜡。焙烧时间为1h，浇注前使用气枪对型腔进行清理，最终铸件表面粗糙度为Ra6.3，关键尺寸测量如表3所示。通过分析表3可知，铸 件 尺寸处于±0.2mm精度范围内，为保证铸件最终尺寸满足要求，第二轮生产将蜡模尺寸减少0.25mm，根据修改后模型进行打印，共打印24件，并制壳浇注，耗时5天，最终得到合格铸件20件，铸件 毛坯如图4所示。2.3 产品生产总结使用3D打印蜡型进行精密铸造是利用3D打印蜡模来替代传统的蜡型，在整个生产过程中完全兼容，但SLA工艺制作的3D打印蜡模实际是一种热固性树脂，需要在焙烧过程中烧蚀去除，若焙烧过程温度和时间不足会造成树脂残留，导致铸件表面渣孔，在生产过程中应重点关注。3 结 论基于 SLA 工艺采用3D 打印蜡模进行精密铸造，可以实现小批量产品的工艺验证，节省开模成本，缩短生产周期，实现产品的快速铸造，有 利于产品的开发及更新迭代。参考文献：［1］ 魏华胜，李元才，吴志超，等.铸造工程基础［M］.北京：机械工业出版社，2013.［2］司马建高，陈军，李亚东．SLA3D打印技术在熔模铸造中的应用［J］.特种铸造及有色合金，2018，38（4）：379-381.67.567.667.310 329.8 328 147.9 13.910.2 31.8 8.1 13.867.767.410.11032.232.188.214.214.11234理论值实测值制作工序工艺设计传统熔模/天1SLA熔模/天1模具制作熔模制作制壳浇注70.013要13清理加工合计112.0116图2 铸造工艺示意图表1 传统蜡模与SLA蜡模成本对比制作工序制作模具传统熔模/元7000SLA熔模/元要制作熔模浇注螺纹攻丝合计5037040078209603704001730表2 传统蜡模与SLA蜡模周期对比图3 3D打印蜡模表3 首批铸件关键尺寸测量表（单位：mm）图4 铸件毛坯30窑 窑