金属模具的无模化铸型快速制造技术

【摘要】随着我国工业水平不断提升，制造技术在工业生产中制造技术越来越先进，为了提升工作效率开展快速制造技术研究已经成为了企业发展的重点内容。目前无模化铸型快速制造技术可以满足于精密仪器制造，能够为精密仪器制造提供模具的毛坯，减少了模具的加工余量，以便于实现快速工业制造。本文针对金属模具的无模化铸型相关技术进行研究，为实现工业制造水平提升做出贡献。

【关键词】金属模具；无模化铸型；快速制造

无模化铸型快速制造技术融合了数控技术、CAD技术、材料技术以及激光技术等多方面的科技成果。快速成型的制造样品原型已经成为了当前制造行业非常重要的技术，快速成型制造技术已经在电子、机械、航空、建筑、美术以及医疗等领域中应用变得越来越广泛。

1快速成型金属模具无模化制造技术

1.1添加黏合剂实现铸型无模化制造

添加黏结剂目前主要有3D打印、直接壳型铸造等模式，工艺生产过程中首先按照CAD模型扫描固化轮廓，然后再按照轮廓的路线使用黏结剂进行粘接。将沙粒平铺，再使用喷头向砂床均匀喷洒树脂，喷洒时应注意喷洒催化剂和固结剂。催化树脂发生化学反应会使得沙粒按照轮廓的路线进行固化堆积成为模型形状。黏合剂铸型的时候注意对铸具的强度控制，必要时可以采用黏结剂在加热炉中加热或者以烧结的方式来提高无模铸造，进而提升铸造的成功率。

1.2选择性激光烧结金属模具铸型无模化制造

选择性激光烧结工艺（SLS）被我国工业制造行业引入生产，并且还在此技术之上研制出激光快速成型AFI。选择性激光烧结工艺在采用激光进行选择性烧结，使用激光作为热源，该方法易于控制、方向性较好，因此在生产过程中利于铸型快速制造。由于选择性激光烧结金属生产过程中利用各种粉末材料进行加工，加工机器在使用功率、价格各个方面拥有很大优势。选择性激光烧结铸型无模化制造采用CAD系统进行绘制，满足工艺生产的条件之下可以对方案进行任意改变，进而实现柔性生产。

2去除加工原理制造铸型制造技术

工业金属模具生产过程中制造毛坯普遍选择了计算机铸造技术，因此在开展铸造研究的时候针对模具进行模拟分析，并且辅助工艺设计和过程控制。数字化技术在模具毛坯制造过程中，近年来利用数控技术完成铸型制造生产，利用3D打印技术对模具进行造型。在CAD模型驱动下，利用数控机床加工出砂型，获得浇筑铸型不需要传统模具样本。

金属模具生产过程中首先输入三维的CAD模型，然后对其进行自动规划，并完成加工仿真，再进行工厂实际生产得到铸具。去除原理进行快速加工制造在工业生产中得到了快速使用，目前已经被广泛应用于零件加工、模具制造，此方法在模具生产过程中速度比较快，而且精度相对较高。密封加工环境制造中，若实现无模化铸型快速制造生产，必须要认真控制废弃物.废气、废渣、粉尘等。

目前国内开展快速制造生产率先加强了数字加工铸型机制造。改造研究过程中进行了砂型可行性加工、刀具材料加工、系统软件开发以及备份工作等均有所优化。目前自行研制的铸型数字化加工机规格为：1000mmx1000mmx400mm、1300mmx1000mmx700mm。其中CAD模型驱动的主轴转速一般为4000～2000r/min，可以完成水玻璃砂型、覆膜砂型以及树脂砂型等多种铸造砂型加工制造。

3基于PCM无模化铸型快速制造

PCM无模化铸型适用于汽车覆盖件制模，其已经在工业生产中被广泛使用。铸型使用模具进行浇筑，采用PCM铸型需要注意保障系统的低发气量，砂型固化采用粘接剂和催化剂交联反应来层层固化树脂砂叠而获得三维砂型。模具生产制造的时候，砂型的强度、精度以及催化剂选择上必须要考虑到配比和选择之间的关系。目前，根据PCM的工艺特点，选择适合于PCM的工艺生产方式，在尺寸生产上应考虑到铸件大小，利用试制覆盖模具来进行直接制造生产。

PCMI艺制造中利用了无焙烧陶瓷性金属喷涂模具制造技术，将PCM和喷涂模具制造组合在一起进行融合制造。利用金属喷涂方式来实现快速模具制造，可以有效解决汽车模具制造生产过程中的覆盖问题。制造过程中利用喷涂工艺制造既可以是等离子喷涂法，也可利用电弧喷涂法。利用陶瓷/金属RP机模進行制造，可以采用快速成型制造技术在原RP原型上喷射沉积高熔点合金材料，但是要注意预防该种生产模式可能造成的制造问题。

4结语

随着我国机械制造技术不断成熟，各项制造工艺被广泛应用于实际生产制造，其中金属模具生产过程中采用无模化铸型快速制造技术可以为机械制造提供效率保障。本文针对金属模具制造生产过程中的相关技术性问题进行分析和探讨，提出了金属模具无模化铸型快速制造工艺技术，以期为我国机械制造生产提供借鉴。