创新管理
DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2018.22.131
2018 NO.22Science and Technology Innovation Herald科技创新导报精确砂型铸造技术
张涛
(航空工业西安飞机工业（集团）有限责任公司 陕西西安 7100)
摘 要：随着我国经济的不断发展，我国的综合实力也在不断增强。而各领域在进行建设时都离不开铸件，航空领域也是如此，在航空领域，大大小小的铸件需要很多，且对这些铸件有着很高的要求，若是不能满足这些要求，就容易使得最终的成型物不能达到相应的标准。本文主要针对精确砂型铸造技术进行了介绍，先介绍了精确砂型铸造技术的产生与发展，接下来分别介绍了精确砂型铸造技术中的快速成型制造技术和转移涂料技术。关键词：快速成型 转移涂料 铸造技术中图分类号：TG242 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)08(a)-0131-02
航空航天领域要发展离不开铸造行业的支持，一些大型飞机中往往会需要用到很多铸件，如果不能保证铸件的质量，那么最终生成的成品也将质量不好。对于铸件质量的要求应该是:既要保证铸件的外在精度，又要保证铸件的内部质量，为了实现这一点就需要不断进行铸造技术的探索。而精确砂型铸造技术的产生很好保证了铸件质量，且这种技术用于生产时也非常方便，没有很高的要求，因此对这种技术进行研究是非常有必要的事情。
制造以及近净形为目标的一类铸造方法[2]。而这种铸造方法在使用的过程中，生产效率很高，且能够被用在各种范围，同时生产出的铸件有着很高的品质，外部精度和内在品质都很高。为了得到这样的铸件，本文主要介绍了两种铸造技术，分别是快速成型制造技术和转移涂料技术，这两种技术一种是保证铸件外在精度，一种是保证铸件内在品质。这两种铸造技术的结合能够得到质量上乘的铸件[3]。
2 快速成型制造技术
2.1 快速成型制造技术简介
快速成型技术是20世纪80年代出现并崛起的一种技术，这种技术最初源于美国，并很快在全球得到了发展[4]。这种技术的原理是离散堆积原理，而这种技术在使用过程中用到了激光技术、计算机技术等先进技术，采用了材料加工方式进行从模型到实体的自动转换，转换出的产品有着很高的精度。
2.2 主要的快速成型技术
覆膜砂SLS（选择性激光烧结）技术相对于其他的快速铸造技术，最大的特点是制造中无需任何机械辅助设备，灵活性高，稳定性好，适合制造复杂形状的砂型（芯），是当前较成熟的快速成形技术之一。SLS工作原理见图１。
在CAD切片模型的驱动下，铺粉装置逐层铺粉，激光束选择性地固化粉末，形成各截面轮廓，直到叠加成实体。
目前，SLS直接砂型制造的方法有两种，直接烧结工艺和间接烧结工艺。2003年新加坡国立大学对硅砂的直接烧结工艺进行研究，提出由于硅砂中少量Aｌ2Ｏ3的存在可降低砂粒表面的熔点，因此无需粘结剂即可烧结的观点。此方法激光功率在140～200Ｗ之间，但成形速度较慢，制造周期较长，且它对设备要求高，因此未得到广泛地应用。
与SLS工艺一样，3DP也是通过将粉末粘结成整体来制作零部件，不同之处在于，它不是通过激光熔融的方式粘结，而是通过喷头喷出的粘结剂，其详细工作原理如下：(1)3DP的供料方式与SLS一样，供料时将粉末通过水平压辊平铺于打印平台之上；(2)将带有颜色的胶水通过加压的方式输送到打印头中存储；(3)接下来打印的过程就很
科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald
1 精确砂型铸造技术的产生与发展
铸造行业是非常传统的行业，人们生活中使用到的任
何东西都离不开铸造。我国的铸造技术历史悠久，距今已有6000多年的灿烂历史，在此之间发展出来的技术也非常的繁多。商朝时期人们就已经掌握了十分高超的青铜文化。而近年来，我国的铸件数量逐步递增，有往铸造大国发展的趋势，我国近年来的铸件年产量已经达到了1000万t，这些铸件为我国的各个领域的生产提供了便利。而我国的铸件水平也在逐渐提升，铸件质量越发趋于国际水平。
在航空领域，对铸件的要求则更高，过去我国由于技术上的不发达多进口别国铸件，然而，随着我国科技技术的攀升，我国的铸件水平提高了，生产的铸件也逐步被应用在了航空领域中。相比于过去，现在的逐渐技术明显提升，这是因为我国对铸件质量要求也在逐步提升。单单是铸件机械加工上的要求就有很多，既要求铸件的起模斜度不能很大，又要求机械加工余量要小，既要求各项指标不能超标，又要求铸件的内在质量要达到要求[1]。
近些年来，国外也逐渐创新出了一些新型的铸件技术，这些铸件技术也具有很多优势，然而在实际生产的过程中，还是砂型铸造的方式最为常见，这是因为，砂型铸造较为经济实惠，成本比较低廉，而在生产时具有很高的灵活性，能够被用到很多的领域。近些年来为了保证铸件质量，研究人员不断进行铸件技术的研究，这时，精确砂型铸造技术出现了，一经出现，就引发了铸件届的广泛关注。
简单来说，精确砂型铸造技术指的是一类铸造方法的统称，而这类铸造方法指的是以砂型为铸型，以零缺陷
131
科技创新导报2018 NO.22Science and Technology Innovation Herald创新管理
图1 SLS工作原理图
像2D的喷墨打印机了，首先系统会根据三维模型的颜色将彩色的胶水进行混合并选择性的喷在粉末平面上，粉末遇胶水后会粘结为实体；(4)一层粘结完成后，打印平台下降，水压压棍再次将粉末铺平，然后在开始新一层的粘结，如此反复层层打印，直至整个模型粘结完毕；(5)打印完成后，回收未粘结的粉末，吹净模型表面的粉末，再次将模型用透明胶水浸泡，此时模型就具有一定的强度。
型铸造技术中的快速成型制造技术能够保证铸件的外在
精度，而主要的快速成型技术包含了立体光固化、分层实造、选择性激光烧结以及熔积成型。转移涂料技术则是用来保证铸件的内部质量，而这种技术同样具有很大的优势。希望本文中对各类精确砂型铸造技术的介绍能够引发相关人员的关注，更好地发展应用这种技术。
参考文献
[1]孙君菊,林莉芸.快速铸造成形过程中计算机技术的应用[J].铸造技术,2016(1):140-142.
[2]毛利民,龙希成,冯中起,等.熔铸耐火材料的新型砂型铸造工艺研究[J].耐火材料,2017,51(1):41-43.
[3]谢云龙,徐志锋,张永才,等.精密砂型数控铣削加工技术研究进展[J].铸造,2014,63(8):795-800.
[4]丁苏沛,史学谦,朱亮,等.两类铝合金砂型低压铸造设备和技术的研发进展[J].特种铸造及有色合金,2015,35(4):373-376.
[5]黄群.砂型铸造模具设计及制造[J].中国设备工程,2017(2):127-128.
[6]吕三雷,孔软芹,许广涛,等.基于快速成形技术的树脂砂型快速铸造[J].特种铸造及有色合金,2014,34(5):513-515.
3 3DP工艺的优点与缺点
(1)成型速度快，价格相对低廉，粉末通过粘结剂结合，而不是其他工艺在保护气氛下烧结。
(2)可实现有渐变色的全彩色3D打印，可以完美体现设计师在色彩上的设计意图。
(3)打印过程中无需支撑材料，不但免除支撑，而且降低了使用成本。
(4)可实现大型件的打印。(5)产品力学性能差，强度、韧性相对较低，通常只能做样品展示，无法使用于功能性试验。
4 转移涂料技术
4.1 转移涂料技术简介
转移涂料技术是在20世纪70年代出现，最初是由日本小松制作提出，而我国对这种技术的研究是从20世纪90年代开始的。这种技术在进行工作时是直接进行涂料的喷刷，然后进行填砂紧实，最终可以固化，在起模时涂料能直接转移到砂型表面，最终制得精密性的涂料砂型。4.2 转移涂料技术优点
转移涂料技术具有很强的优势利用这种技术不会对铸件尺寸产生影响，与此同时，涂层可以进行完美复制而不会产生一些表面的缺陷，能够获得光洁而又精密的铸件，而相较于普通的砂型铸造来说，其成本仅仅高了一点点，然而其带来的质量提升是很大的。同样也使得生产效率有了很大的提升。
5 结语
综上所述，我们可以看出，精确砂型铸造技术自诞生以来因其独特的优越性而引发了人们的广泛关注。精确砂
132
科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald
