激光快速成型与精密铸造技术的工艺组合应用锁紧螺丝风速绘图仪壁炉鞋套机Oe

激光快速成型与精密铸造技术的工艺组合应用(中)

要控制蜡模尺寸，先需根据合金收缩率、模壳膨胀系数、工艺方案给出蜡模X、Y、Z方向上的线收缩率。该收缩率确定后，可以在Magics RP软件对零件处理时首先进行放缩，这样即汽车曲轴可得到理想尺寸的蜡模，继而获得铸件。通过对铸件尺寸的测定反过来可再次对蜡模尺寸进行协调，最终获得合格的蜡模和铸件。例如某铸钢件，按最初的工艺方案生产，设定其综合收缩率为2%，经过对铸件的实际测量，其综合收缩率变为1.7%，只需在Magics RP软件下，对模型的放缩进行调整即可校正蜡模尺寸。如果采用压型生产，该收缩率的调整将可能导致其报废，除造成成本大幅提高，其生产周期至少耽误半硬度计年以上。

对于铸件生产过程中存在阻碍收缩等非自由收缩情况，导致铸件非线性收缩严重，继而影响到铸件尺寸精度时，我们可以在使用Pro/Engineer进行三维造型时考虑，直接根据其收缩关系绘出实际使用的蜡模尺寸，最终获得合格的铸件。

3.2蜡模变形控制

如何有效地控制蜡模的变形，需要先了解激光选区的烧结原理。北京隆源选区激光烧结成型系统的主体结构是：在一封闭成型室中装有两个活塞筒，一个用于供粉，另一个用于成型。加工开始时，供粉活塞上移一定量，铺粉滚筒将粉均匀地铺在加工平面上，激光束在计算机的控制下，透过激光窗口以一定的速度和能量密度扫描，激光束扫过之处，粉末烧结成一定厚度的片层，未扫过的地方仍然是松散的粉末，这样零件的第一层就制造出来了。这时，成型活塞下移一定距离，这个距离与设计零件的切片厚度一致，而供粉活塞上移一定量。铺粉滚筒再次将粉末铺平后，激光束开始依照设计零件第二层的信息扫描。激光扫过之后，所形成的第二个片层同时也烧结在第一层上。如此反复，一个三维实体就制造出来了。如图3所示。

选区激光烧结成型与其它许多快速成型方法不同，不需要先搭支架。在激光烧结前未烧结的松散的粉末作了自然支架。这对含悬臂结构(Overhangs)、中空结构(hollowed areas)、和槽中套槽(nothces withinnotches)结构的零件制造很有效。对这些松散的粉末进行加热处理可以使之粘结，加热温度越高其板结程度越高，其对零件的支撑作用就越显著，可以更好地防止零件(蜡模)变形；但加热温度越高，未烧结粉末越板结，蜡模清理就越困难；因此，我们需要采取多种措施来防止蜡模的变形。以下是几个典型零件的示例。

3.2.1支座

支座示意图如图4。从剖视图上可以看出，该零件壁厚差别大，按0.2mm一层切片，激光功率22.5W。烧结制造的蜡模薄壁和厚壁交接处沿圆周方向有一圈缩陷，筛网沿零件轴线方向约10mm，中间缩陷最深处约1.2mm。其产生原因是由于该处壁厚差别大，有热节，粉末烧结收缩不匀造成。因此，我们对蜡模的三维原型进行了镂空处理，同时在悬空凸台部位加上一些支撑薄片，防止变形，如图5所示。

开槽螺母从图5可以或用于各种热可塑性橡/塑料中作为耐冲击、止滑、耐磨、抗紧缩、耐寒之改质材料看出，镂空后的三维原型壁厚4mm均匀。然后使用原参数对该模型进行切片、激光选区烧结，获得的蜡模无缩陷，强度能满足后续工作要求。并且该镂空及壁厚均匀化处理极大地缩小了蜡模的截面积，使激光选区烧结的时间从原来的8.5h减少到现在的4.5h，缩短了约一半的激光烧结时间；同时，由于蜡模内部PSB粉料未曾烧结，钻孔倒出不但可以替换车内沥青板材料后可节约大量粉料，而且蜡模镂空后还能缩短浸蜡时间。综上所述，该零件蜡模镂空处理后可极大地降低原材料成本、生产成本，同时由于蜡模重量的减轻可降低后续工作的劳动强度。

3.2.2盒子

盒子示意图如图6。该零件最小壁厚2mm，最大轮廓尺寸大于400mm。考虑到薄壁大平面易变形问题，采用了加筋工艺，同时零件尺寸超出了设备成型缸的尺寸，只有采取分块烧结最后组合的工艺方案。为了最大可能地保证蜡模尺寸精度，采用了以下方案。

图6盒子示意图

如图7所示，切除该零件四个耳片，保证其主要结构尺寸，切除后零件尺寸满足设备生产要求。然后设定切层厚度0.15mm，激光功率25W，粉末表面加热温度95℃。从激光烧结的角度来说，选区烧结激光束按X、Y方向交替扫描，旋转45 后同样能量的激光通过扫描器后烧结的长度变短，作用于单位面积上能量提高，有利于提高烧结原型强度。

就要斟酌是不是是制冷系统中的故障了

图7工艺图