4.快速铸造:在制造业特别是航空、航天、国防、汽车等重点行业,共基础的核心部件一般均为金属零件,而且相当多的金属零件是非对称性的、有不规则曲面或结构复杂而内部又含有精细结构的零件。这些零件的生产常采用铸造或解体加工的方法。在铸造生产中,模板、芯盒、压蜡型、压铸模的制造往往是用机加工的方法来完成的,有时还需要钳工进行修整,不仅周期长、耗资大,而且从模具设计到加工制造是一个多环节的复杂过程,咯有失误就会导致全部返工。特别是对一些形状复杂的铸件,如叶片、叶轮、发动机缸体、缸盖等,模具的制造是一个难度更大的问题,即使使用数控加工中心等昂贵的设备,在加工技术与工艺可行性方面仍有很大困难。可以设想,如果遇到此类零件的试制或小批量生产,其制造周期、成本及风险是相当大的。
激光快速成型技术已被证明是解决小批量复杂零件制造的非常有效的手段。迄今为止,我们己通过激光快速成型成功地生产了包括叶铃、叶片、发动机转子、泵体、发动机缸体、缸盖等千余仕扫盘钻件 我们将快速成型与铸造工艺的结合称为快速铸造工艺。图5给出了快速铸造工艺与传统铸造工艺的比较。由于快速铸造过程无须开模具,因而大大节省了制造周期和费用。图6是采用快速铸造方法生产的燃气二动机S段,零件直径80Omm,高410m们,按传统金属铸件方法制造,模具制造周期约需半年,费用几十万。用快速铸造方法,快速成型铸造熔模7天(分6段组合),拼装、组合、铸造10天,费用每件不超过2万(共6件)。用快速成型方法生产的新型坦克增压器的铸造熔模,我们用5天时间就完成了37件蜡模的生产,使整个试制任务比原计划提前了3个月。
5.翻模成型:实际应用上,很多产品必须通过模具才能加工出来。用成型机先制作出产品样件再翻制模具,是一种既省时又节省费用的方法。发动机泵壳原型件产品用传统机加工方法很难加工,必须通过模具成型。据估算,开模时间要8个月,费用至少30万。如果产品设计有误,整套模具就全部报废。我们用快速成型法为该产品制作了塑料样件,作为模具母模用于翻制硅胶模。将该母模固定于铝标准模框中,浇入配好的硅橡胶,静置12·20小时,硅橡胶完全固化,打开模框,取出硅橡胶用刀沿预定分型线划开,将母模取出,用于浇铸泵壳蜡型的硅胶模即翻制成功。通过该模制出蜡型,经过涂壳、焙烧、失蜡、加压浇铸、喷砂,一件合格的泵壳铸件在短短的两个月内制造出来,经过必要的机加工,即可装机运行,使整个试制周期比传统方法缩短了三分之二,费用节省了四分之三。
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