3D打印技術(shù)在鑄造工藝上的應用是鑄造行業(yè)技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。通過結(jié)合3D打印與鑄造各自的優(yōu)勢，可以突破行業(yè)原有的小批量制模成本高、造型局限性大等痛點。目前將3D打印工藝應用到生產(chǎn)中已經(jīng)成為鑄造行業(yè)的趨勢。無論是3D打印蠟模、3D打印陶瓷型芯還是3D打印母模等應用都將加強鑄造公司的市場競爭力。
今天哈工三維給大家?guī)硪粋€分享，是基于光固化（SLA） 3D打印技術(shù)與鑄造專用樹脂所形成的數(shù)字化精密鑄造工藝流程，從中可以體現(xiàn)出3D打印與精密鑄造相結(jié)合所具有的優(yōu)勢，以及在什么情況下適用該工藝。
傳統(tǒng)精密鑄造流程與3D打印數(shù)字化流程對比
3D打印數(shù)字化鑄造流程工藝細節(jié)剖析
1. 型模制作
3D打印制作型模：無論怎樣復雜都可以快速制作型模。免去開模程序，節(jié)省大量的時間和費用。
軟件：3D打印抽殼制作型模
3D打印前處理軟件的抽殼功能，把型模處理成空心結(jié)構(gòu)：大大減少樹脂原料的消耗，節(jié)省大量成本；基本消除了樹脂在后期處理過程中的膨脹問題；大大減少了出去型模步驟殘留的灰燼量。
前處理軟件在數(shù)據(jù)處理時可自定義抽殼壁厚、內(nèi)部支撐臂的長和寬、可自由選擇位置來放置排料孔，輕量化處理避免脫蠟時脹殼問題。
材料：HRG3D光敏樹脂TC53
具有低灰分含量，表面灰分容易被清潔，同時具有粘度低、尺寸穩(wěn)定、部件表面光滑、表面處理容易、產(chǎn)品穩(wěn)定等特點。
2. 型模預處理與裝配組樹
SLA設備3D打印打印出的型?？芍苯佑孟?ldquo;焊接”在澆道上面，和正常的蠟型一樣裝配?？紤]到去除SLA型模的方式，澆口與流道的設計可以比傳統(tǒng)蠟型大些，這樣有助于空氣進入幫助燃燒型模。
3. 制殼
掛第一層漿料前，清洗蠟樹時注意觀察是否有氣泡出現(xiàn)。如果有，說明型模密封性不好。蠟樹浸入漿液時避免浮力對蠟樹造成破壞。為了增強型殼的強度，可考慮多制一層殼或采用加強。
4. 脫蠟
焙燒前將通風孔燙穿，焙燒時有利于氣體對流。
5. 焙燒
通入充足的空氣高溫焙燒，保持溫度在800-1100度兩個小時（根據(jù)零件大小，適當延長時間）。
SLA原型所用鑄造專用樹脂（TC53）50~60℃時開始軟化，超過300℃后，樹脂的分子結(jié)構(gòu)開始崩潰，達到600℃時，樹脂材料燃燒分解成二氧化碳、水和少量殘留。完全燒失穩(wěn)溫度在800℃左右。
6. 清除灰燼
灰分殘留會影響鑄件的表面質(zhì)量和造成內(nèi)部缺陷。
7. 預熱及澆筑
預熱前用陶瓷棒、耐火泥等材料堵上通風孔。
精密鑄造成品：
3D打印數(shù)字化精密鑄造工藝優(yōu)勢
快
速度快、成本低，2-3 天即可獲得消失型模，滿足多品種、小批量的業(yè)務需求
優(yōu)
可以3D打印出具有復雜空間結(jié)構(gòu)的蠟模，尺寸精度接近模具壓型蠟模
凈
僅0.05%灰分殘留，不含重金屬元素，不污染鑄件
精
型模表面質(zhì)量好，細節(jié)表現(xiàn)力強。經(jīng)處理后表面粗糙度可達Ra1.6，最小打印尺寸僅0.3mm。
以上是對基于SLA 技術(shù)的3D打印數(shù)字化精密鑄造工藝優(yōu)勢的總結(jié)。那么，精密鑄造企業(yè)在什么情況下應用這一工藝,才能“物盡其用”呢？以下是5種經(jīng)典的應用場景。
工藝設計優(yōu)化
緊急交期
少量（50件以內(nèi)）, 制作模具費用較高
結(jié)構(gòu)特殊，無法開模
測試件、原型驗證
