Aplicación de tecnología de creación rápida de prototipos en fundición de inversión

En la industria manufacturera, especialmente en industrias clave como la aviación, la industria aeroespacial, la defensa nacional y el automóvil, los componentes básicos del núcleo son generalmente piezas metálicas, y un número considerable de piezas metálicas son superficies asimétricas, curvas irregulares o piezas con estructura compleja y finos. estructura.

La producción de estas piezas a menudo adopta el método de procesamiento de desintegración o fundición de inversión. La fundición a la cera perdida requiere un molde maestro o un molde de transición para replicar piezas de metal. El diseño y la fabricación de moldes se han convertido en un cuello de botella que restringe la producción de piezas fundidas.

La tecnología de creación rápida de prototipos puede proporcionar rápidamente los patrones de cera necesarios para la fundición de precisión. Esto resuelve los problemas del proceso de fundición tradicional, incluido el largo ciclo de preparación de los patrones de cera, los altos costos de producción y la dificultad para producir estructuras complejas como superficies curvas, lo que mejora en gran medida la eficiencia de la producción y la flexibilidad de fabricación.

Proceso de producción de la tecnología de creación rápida de prototipos

• La tecnología de fabricación de creación rápida de prototipos se abrevia como RPM, que incluye métodos de moldeo como SLS, SLA y SLM. Integra logros científicos y tecnológicos modernos, como tecnología CAD, tecnología de control numérico, tecnología láser y tecnología de materiales.
• A diferencia de los métodos de fabricación tradicionales, el proceso de creación rápida de prototipos consiste en generar primero un modelo sólido CAD en 3D o un archivo de modelo de superficie de un producto, convertir el modelo sólido al formato STL del estándar de archivo RP y corregir los errores en el conversión de archivos.
• Luego, los datos de cada capa se transmiten a la máquina de creación rápida de prototipos. Utilizando la fabricación aditiva y utilizando el láser como fuente de calor, cada capa se sinteriza o fusiona sucesivamente y se conecta al mismo tiempo hasta que se completa la pieza completa.
• Los materiales utilizados en el método de formación SLS son diversos polvos sinterizables, como cera de parafina, plásticos, polvos metálicos de bajo punto de fusión o sus mezclas. Seleccionando los materiales correspondientes de acuerdo con los requisitos del proceso, para realizar la producción rápida de modelos físicos de productos.

Proceso combinado de creación rápida de prototipos y fundición de inversión

La fundición de inversión es el método de formación más preciso de todos los procesos de fundición, viene con una buena repetibilidad y menos requisitos para el procesamiento posterior de las piezas fundidas. La fundición a la cera perdida requiere el diseño y la fabricación de patrones de cera u otros moldes desechables.

Dependiendo de la complejidad y la dimensión de la fundición, el ciclo de producción suele durar de varias semanas a varios meses. Después de obtener el molde, aún se necesita una semana más para producir la fundición. La mayor parte del tiempo se utiliza para crear patrones de cera y carcasas de moldes, lo que da como resultado costos elevados de moldes y consumo de tiempo, especialmente para la producción de bajo volumen.

La tecnología RPM puede formar directamente patrones de cera para microfusión sin fabricar moldes. El patrón de cera realizado mediante la creación rápida de prototipos con láser (SLS) está hecho de polvo de cera de parafina.

El proceso tecnológico consiste en esparcir una capa de polvo en el banco de trabajo y sinterizarlo selectivamente con un rayo láser bajo el control de la computadora (la parte hueca del componente no está sinterizada, sigue siendo material en polvo), y las partes sinterizadas serán solidificados juntos para formar la parte sólida del componente.

Después de completar una capa, continúe con la siguiente capa y la nueva capa se sinteriza firmemente junto con la capa anterior. Una vez completada toda la sinterización, elimine el exceso de polvo para obtener el patrón de cera sinterizada.

La tecnología RPM se caracteriza por una amplia gama de materiales. El polvo de parafina se puede usar para hacer patrones de cera de fundición de inversión, el polvo de cerámica se puede usar para construir carcasas de cerámica y el polvo de metal se puede usar para establecer moldes metálicos para prensar patrones de cera.

La aplicación de la tecnología de creación rápida de prototipos en la fundición de precisión se puede dividir en tres situaciones:

• Los patrones de formación de cera o los patrones de espuma perdida, es decir, los prototipos para la fundición de inversión, se utilizan para la producción de lotes pequeños, el desarrollo de productos o la producción de prueba de fundiciones complejas.
• Formación directa de cáscaras para la producción de lotes pequeños.
• Fabricación rápida de prototipos del molde maestro utilizado para formar el patrón de cera, que se utiliza para la producción en masa.
• Estos métodos resuelven el problema del cuello de botella de la fabricación de patrones de cera en el proceso tradicional.

En Conclusión

El uso de la tecnología de creación rápida de prototipos para construir patrones de cera para fundición de inversión puede evitar las restricciones en la forma de las piezas fundidas y el proceso de desarrollo debido a la producción de moldes maestros de metal, lo que puede acortar en gran medida el ciclo de desarrollo, al mismo tiempo que se ahorra la producción de moldes. el costo se puede utilizar para la I + D y la producción de piezas fundidas de vanguardia de alta precisión más complejas.

La creación rápida de prototipos y el casting de inversión son complementarios. Sin la creación rápida de prototipos, la producción del molde maestro será el cuello de botella de la fundición por inversión. Y si no hay casting de inversión, la aplicación de prototipado rápido también vendrá con grandes limitaciones.