3D打印技术在铸造成形中的应用越来越广泛,尤其是在替代复杂铸件的砂型铸造木模方面。以某薄壁盘类件为研究对象,对其进行砂型铸造工艺设计,完成铸件图和浇铸系统图的设计与绘制,确定铸造成形方案;针对该薄壁盘类件在砂型铸造成形过程中存在的木模易变形开裂、铸件薄壁处成形不完全的问题,利用FDM技术,借助HTS系列快速成型机完成该盘类件的铸模原型打印,并对其进行挖砂造型与浇铸。研究结果表明,利用FDM技术打印的铸模原型使用寿命长,铸件表面质量好,解决了薄壁砂型铸件表面质量不高的问题。

常规的砂型3D打印机打印效率低,不能满足3D打印在铸造业的产业化应用需求。根据3DP(3D printing)基本工作原理研发了一种多工作箱砂型3D打印机,阐述了其关键结构的设计及工作流程。与常规砂型3D打印机相比,多工作箱砂型3D打印机可显著提高打印效率。

以液压后盖铸件为研究对象,材质为QT450-10。针对液压后盖铸件在实际生产中的铸造缺陷,采用MAGMA模拟软件对液压后盖生产工艺进行模拟分析,分析缺陷位置,并进行工艺优化。研究结果表明:采用顶冒口补缩方案,可以解决铸件缩松问题,有效降低铸件废品率,铸件废品率整体从8%降低为0.8%。

为加快开发进度,降低开发成本,在整体气缸盖开发过程中,采用3D打印砂芯进行样件试制。由于形成该缸盖内腔的水套砂芯单薄,为降低试制失败风险,采用A、B两个打印厂家的砂芯进行试验开发。对两个生产厂家的3D打印试块抗拉强度、发气量、发气速度、高温性能等参数进行了对比检测,制定3D打印砂芯生产样件的试制工艺方案,在第一次试制结果基础上采取了优化措施,制定了多重方案进行试制,从而得到合格铸件。