快速成形制造技術(shù)是目前國際上成型工藝中備受關(guān)注的焦點。鑄造作為一項傳統(tǒng)的工藝厂捞，制造成本低输玷、工藝靈活性大，可以獲得復(fù)雜形狀和大型的鑄件靡馁。充分發(fā)揮兩者的特點和優(yōu)勢欲鹏，可以在新產(chǎn)品試制中取得客觀的經(jīng)濟效益。

　　快速成形制造技術(shù)又稱為快速原型制造技術(shù) (Rapid Prototyping Manufacturing臭墨，簡稱RPM)赔嚎，是一項高科技成果。它包括SLS乐肿、SLA珠技、SLM等成型方法,集成了CAD技術(shù)、數(shù)控技術(shù)软雹、激光技術(shù)和材料技術(shù)等現(xiàn)代科技成果嘲本，是先進制造技術(shù)的重要組成部分。與傳統(tǒng)制造方法不同凑戏，快速成型從零件的CAD幾何模型出發(fā)，通過軟件分層離散和數(shù)控成型系統(tǒng)制棉，用激光束或其他方法將材料堆積而形成實體零件裆机，所以又稱為材料添加制造法(Material Additive Manufacturing 或 Material Increase Manufacturing)。由于它把復(fù)雜的三維制造轉(zhuǎn)化為一系列二維制造的疊加诸晃，因而可以在不用模具和工具的條件下幾乎能夠生成任意復(fù)雜形狀的零部件狼憋，極大地提高了生產(chǎn)效率和制造柔性。與數(shù)控加工益命、鑄造奖瞳、金屬冷噴涂、硅膠模等制造手段一起箕慧，快速自動成型已成為現(xiàn)代模型服球、模具和零件制造的強有力手段，是目前適合我國國情的實現(xiàn)金屬零件的單件或小批量敏捷制造的有效方法，在航空航天斩熊、汽車摩托車往枣、家電等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

　　快速成型技術(shù)能夠快捷地提供精密鑄造所需的蠟?zāi)粉渠；蚩上勰Ｒ约坝糜谏靶丸T造的木姆指裕或砂模，解決了傳統(tǒng)鑄造中蠟?zāi)霸株；蚰灸５戎苽渲芷陂L雕沉、投入大和難以制作曲面等復(fù)雜構(gòu)件的難題。而精密鑄造技術(shù)（包括石膏型鑄造）和砂型鑄造技術(shù)去件，在我國是非常成熟的技術(shù)坡椒，這兩種技術(shù)的有機結(jié)合，實現(xiàn)了生產(chǎn)的低成本和高效益箫攀，達到了快速制造的目的肠牲。

　　RPM技術(shù)的特點

　　快速成型的過程是首先生成一個產(chǎn)品的三維CAD實體模型或曲面模型文件，將其轉(zhuǎn)換成特定的文件格式筷穿，再用相應(yīng)的軟件從文件中“切” 出設(shè)定厚度的一系列片層厌棵，或者直接從CAD文件切出一系列的片層。這些片層按次序累積起來仍是所設(shè)計零件的形狀牧赚。然后醇票，將上述每一片層的資料傳到快速自動成型機中去，用材料添加法并以激光為加熱源淆膏，依次將每一層燒結(jié)或熔結(jié)并同時連結(jié)各層速郑，直到完成整個零件。成型材料為各種可燒結(jié)粉末肴士，如石蠟溃皮、塑料、低熔點金屬粉末或它們的混合粉末丸臀。

　　快速成型技術(shù)與傳統(tǒng)方法相比具有獨特的優(yōu)越性熬皮，其特點如下：

　　1. 方便了設(shè)計過程和制造過程的集成，整個生產(chǎn)過程數(shù)字化吉恍，與CAD模型具有直接的關(guān)聯(lián)性幽七，零件所見即所得，可隨時修改溅呢、隨時制造澡屡，緩解了復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件CAD/CAM過程中CAPP的瓶頸問題。

　　2. 可加工傳統(tǒng)方法難以制造的零件材質(zhì)咐旧，如梯度材質(zhì)零件驶鹉、多材質(zhì)零件等绩蜻，有利于新材料的設(shè)計。

　　3. 制造復(fù)雜零件毛坯模具的周期和成本大大降低梁厉，用工程材料直接成形機械零件時辜羊，不再需要設(shè)計制造毛坯成形模具。

　　4. 實現(xiàn)了毛坯的近凈型成形词顾，機械加工余量大大減小八秃，避免了材料的浪費，降低了能源的消耗肉盹，有利于環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展昔驱。

　　5. 由于工藝準備的時間和費用大大減少，使得單件試制纺榨、小批量生產(chǎn)的周期和成本大大降低榄湿，特別適用于新產(chǎn)品的開發(fā)和單件小批量零件的生產(chǎn)。

　　6. 與傳統(tǒng)方法相結(jié)合彰怒，可實現(xiàn)快速鑄造宛扒、快速模具制造、小批量零件生產(chǎn)等功能凶健，為傳統(tǒng)制造方法注入新的活力治队。

　　RPM技術(shù)在鑄造中的應(yīng)用

　　（1）精密鑄造

　　精密鑄造是所有鑄造方法中最精確的一種添祈，精度一般優(yōu)于0.5％鼻肉，且可重復(fù)性好，鑄件只需少量的機加工就可以投入使用恒猴。由于鑄模是一次性使用荡拌，使得制造內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件成為了可能，能生產(chǎn)鍛造或機加工不能生產(chǎn)的零件诉母。盡管精密鑄造有著很多的優(yōu)越性窿猿，但其生產(chǎn)過程復(fù)雜且冗長。壓制蠟?zāi)５匿X模制作常侣，視其復(fù)雜程度和尺寸大小蜡饵，一般要花幾周到幾個月時間。得到鋁模后袭祟，還要幾周時間才能得到鑄件验残。這幾周主要是用于制作型殼捞附。除了耗時外巾乳，精密鑄造還很費工，50％～80％的費用都出自于人工鸟召。此外胆绊，小批量生產(chǎn)中的模具費用分攤,致使單價昂貴氨鹏。

　　快速成型和精密鑄造是互補的，這兩種方法都適用于復(fù)雜形狀零件的制造压状。如果沒有快速自動成型仆抵，鑄模的生產(chǎn)就是精密鑄造的瓶頸過程；然而沒有精密鑄造种冬，快速自動成型的應(yīng)用也會存在很大的局限性镣丑。快速成型技術(shù)在精密鑄造中的應(yīng)用兢努，可以分為三種：一是消失成型件（模）過程漂岔，用于小批量件生產(chǎn)；二是直接型殼法贞卜，用于小量生產(chǎn)辰想；三是快速蠟?zāi)Ｄ＞咧圃欤糜诖笈可a(chǎn)爹嘁。

　≡毒浴（2）快速鑄造

　　在制造業(yè)特別是航空、航天项驮、國防安坏、汽車等重點行業(yè)，其基礎(chǔ)的核心部件一般均為金屬零件敏困，而且相當多的金屬零件是非對稱性的艰欲、有著不規(guī)則曲面或結(jié)構(gòu)復(fù)雜而內(nèi)部又含有精細結(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莽浴，快速鑄造是所有采用快速成型件做母钠乒蓿或過渡模來復(fù)制金屬件的方法中最具吸引力的一種。這是因為鑄造工藝能生產(chǎn)復(fù)雜形狀的零件橱鹏。

　　在鑄造生產(chǎn)中膜蠢，模板、芯盒莉兰、壓蠟型挑围、壓鑄模的制造往往是用機加工的方法來完成的，有時還需要鉗工進行修整糖荒，周期長杉辙、耗資大，從模具設(shè)計到加工制造是一個多環(huán)節(jié)的復(fù)雜過程捶朵，略有失誤就可能會導(dǎo)致全部返工蜘矢。特別是對一些形狀復(fù)雜的鑄件，如葉片综看、葉輪品腹、發(fā)動機缸體和缸蓋等岖食，模具的制造更是一個難度非常大的過程，即使使用數(shù)控加工中心等昂貴的設(shè)備舞吭，在加工技術(shù)與工藝可行性方面仍存在很大困難泡垃。RPM 技術(shù)與傳統(tǒng)工藝相結(jié)合，可以揚長避短骚钮，收到事半功倍的效果秘鳞。利用快速成型技術(shù)直接制作蠟?zāi)＃焖勹T造過程無需開模具设鼎，因而大大節(jié)省了制造周期和費用躯琐。采用快速鑄造方法生產(chǎn)的四缸發(fā)動機的蠟?zāi)＜拌T件，按傳統(tǒng)金屬鑄件方法制造穴厅，模具制造周期約需半年囊古，費用幾十萬；用快速鑄造方法盹火，快速成型鑄造熔模3天狠压，鑄造10天，使整個試制任務(wù)比原計劃提前了5個月哗衫。

　　采用快速鑄造技術(shù)生產(chǎn)的四缸發(fā)動機的蠟?zāi)?

　∠嗥贰（3）石膏型鑄造

　　精密鑄造通常被用來從快速成型件制造鋼鐵件。但對低熔點金屬件示婉，如鋁鎂合金件品山、石膏型鑄造，效率更高烤低。同時鑄件質(zhì)量能得到有效的保證肘交，鑄造成功率較高。在石膏型鑄造過程中扑馁，快速成型件仍然是可消失模型涯呻，然后由此得到石膏模進而得到所需要的金屬零件。

　　石膏型鑄造的第一步是用快速成型件制作可消失模腻要，然后再將快速成型消失模埋在石膏漿體中得到石膏模复罐，再將石膏模放進培燒爐內(nèi)培燒。這樣將快速成型消失模通過高溫分解雄家，最終完全消失干凈效诅，同時石膏模干燥硬化，這個過程一般要兩天左右趟济。最后在專門的真空澆鑄設(shè)備內(nèi)將熔溶的金屬鋁合金注入石膏模乱投，冷卻后，破碎石膏模就得到金屬件了。這種生產(chǎn)金屬件的方法成本很低蔗须，一般只有壓鑄模生產(chǎn)的2％～5％。生產(chǎn)周期很短命丑，一般只需2～3周玛耿。石膏型鑄件的性能也可與精鑄件相比，由于是在真空環(huán)境完成澆注君订，所以性能甚至更優(yōu)于普通精密鑄造漱蔬。

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