复杂内腔结构金属零件的快速制造

外包覆 了热 固性 树 脂 的 砂 料 ， 为 树 脂 覆 膜 砂 。 称
热 固性 树脂 的主要成分 通常 是线性酚 醛树脂 和固化 剂 。这 种覆膜砂 在 常 温呈 松 散流 动状 态 ， 树脂 的 在
软 化 点 以上 砂 粒 外 的树 脂 熔 化 ， 粒 彼 此 产 生 粘 结 ， 砂 在 一 定 的 温 度 和 时 间 条 件 下 ， 脂 分 子 间 产 生 交 联 树
固化 ， 从而将 砂粒 紧密地粘 接起来成 为砂芯 或砂型 。 覆膜砂 在铸造领 域 已得 到 广 泛应 用 ， 但将 传 统 的覆 膜砂 直接应 用于激光 制芯 ， 在着烧结 强度低 、 存 热影 响 区大和清砂 困难 的 问题 。为此 ， 们专 门研究 了 我 针对 激光烧结 工艺 的铸造覆 膜砂 ， 为激光烧 结砂 。 称 它具 有树脂 添加 量低 、 应 速度 快 、 结 强 度高 、 反 烧 热
收 稿 日期 ： ０ ９一ｌ —２ ２０ ０ ５
分解 小 、 成形 精度 高和清砂容 易的特点 ， 可成 形薄壁
和 细 管 类wk.baidu.com的树 脂 砂 芯 。经 二 次 加 热 固 化 后 ， 型 的 砂
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（Ｂ ｉｎ ｏ ｇ ｕ ｎ Ａｕ ｏ ｔｄＦａ ｒｃｔ ｎ Ｓ ｓｅ Ｃ ． ｔ ， ｅｊ ｇ １ ０ １， ｉａ） ｅ ｇＬ ｎ ｙ ａ ｔｍａｅ ｂ ｉａｉ ｙ ｔｍ ｏ ，Ｌ ｄ Ｂ ｉ ｎ Ｃｈｎ ｊ ｉ ｏ ｉ ０１ ０
通 常 制 作 砂 芯 （ ） 原 料 是 一 种 在 耐 高 温 砂 粒 型 的
艺完成 的。使用 模 具生 产 的优 点 是一 旦 试制 合 格 ，
便 可 大 批 量 投 人 生 产 ； 点 是 对 于 复 杂 的 砂 芯 必 须 缺
先分拆成 相对简 单 的砂 芯 单 元 ， 通 过组 合 的 方式 再
特 辑
《 电加工与模具）００ ２ １ 年第 １ 期
复 杂 内腔 结 构 金 属 零 件 的快 速 制 造 ＊
冯 涛 ， 建 民 ， 国峰 孙 柳
（北京 隆源 自动成型 系统有 限公 司 ， 北京 １ ０ ０ ０ １ １）
摘要 ： 绍 了一种 通过激光 烧结砂 芯 快速 制造 具 有复 杂 内腔 构造 金属 零件 的 方 法 ， 过案例 介 通
Ｔｈ ｓ ｔ ｄ ｆ Ｒａ ｉ ａ ｕ ａ ｔ ｒ ｎ ｏ ｅ ａ ｒ ｓ ｗｉ ｈ Ｃｏ ｐ ｉ ａ ｅ ｒ ｈ ｐ ｓ ｅ Ｃａ ｅ Ｓ ｕ ｙ ｏ ｐ ｄ Ｍ ｎ ｆ ｃ ｕ ｉ ｇ ｆ ｒ Ｍ ｔ ｌ Ｐａ ｔ ｔ ｍ ｌｃ ｔ ｄ Ｃｏ ｅ Ｓ ａ ｅ
而实现 复杂内腔 零 件快 速制 造 的方 法 ， 称激 光 制 简 芯技术 。它 的最大特点 是砂芯 的成形过 程与复 杂程
度无关 ， 不用制 作模 具 ， 造周 期 短 ， 制 特别 适 合 于单
件小批 量复杂 铸件 的生 产和新 产品 的试 制 。
１ 原 理 及 工 艺 实 现
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法 。传 统 的 砂 芯 制 作 是 通 过 开 模 、 芯 和 组 芯 等 工 射
外激 光将铸造 覆膜砂 根据砂 芯或砂模 的分层 截面形 状逐 层烧结 固化 ， 到与三维 Ｃ Ｄ数 据一致 的砂芯 得 Ａ 或砂模 。 由于成形过程 将三维 加工转换 为二维 的叠 加， 因此不受 几何形状 的约束 ， 也不需要 模具 和其他 工装 ， 是一种 直接 、 柔性 和快 速的成形 方法 。
复原 ， 样不仅 降低 了砂 芯的精 度 ， 这 也增 加 了模 具 的
件数 和成本 。对于单件 小批量 或是交货 期要求 非常 短的复 杂铸件 ， 具 的制 造 周期 和 成 本费 用也 成 为 模
突 出的问题 。
本 文 介 绍 了 一 种 通 过 激 光 烧 结 制 造 复 杂 砂 芯 从
很 多零 件 具 有 复 杂 的 内 腔 构 造 ， 发 动 机 部 件 如
激 光 制 芯 采 用 选 区 激 光 烧 结 原 理 ， 用 远 红 利
中的气 道 、 冷却 水道 、 路 ， 油 液压 件 中的油道 ， 阀体 中
的管路 等 。这些 复 杂 内腔 结构 的成 形方 法有 多 种 ， 其 中通 过砂芯组 合整体 铸造是较 为常用 和成熟 的方
归 纳 了该 种 方 法 的技 术 特 点 和 应 用 范 围 。
关 键 词 ： 光 烧 结 ； 光 制 芯 ； 属 零 件 ； 速 制 造 激 激 金 快
中图 分类号 ： ６ ９ ＴＧ ６
文献 标识码 ： Ａ
文章编 号 ：０ ９ ７ Ｘ（０ ０ ０ — ０ ７～ ３ １０ —２ ９ ２ １ ） １ ０ １ ０
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