3D打印技术在铸造工艺上的应用是铸造行业技术发展的重要方向之一。通过结合3D打印与铸造各自的优势，可以突破行业原有的小批量制模成本高、造型局限性大等痛点。目前将3D打印工艺应用到生产中已经成为铸造行业的趋势。无论是3D打印蜡模、3D打印陶瓷型芯还是3D打印母模等应用都将加强铸造公司的市场竞争力。

今天哈工三维给大家带来一个分享，是基于光固化（SLA） 3D打印技术与铸造专用树脂所形成的数字化精密铸造工艺流程，从中可以体现出3D打印与精密铸造相结合所具有的优势，以及在什么情况下适用该工艺。


传统精密铸造流程与3D打印数字化流程对比


3D打印数字化铸造流程工艺细节剖析

1. 型模制作

3D打印制作型模：无论怎样复杂都可以快速制作型模。免去开模程序，节省大量的时间和费用。

软件：3D打印抽壳制作型模

3D打印前处理软件的抽壳功能，把型模处理成空心结构：大大减少树脂原料的消耗，节省大量成本；基本消除了树脂在后期处理过程中的膨胀问题；大大减少了出去型模步骤残留的灰烬量。

前处理软件在数据处理时可自定义抽壳壁厚、内部支撑臂的长和宽、可自由选择位置来放置排料孔，轻量化处理避免脱蜡时胀壳问题。


材料：HRG3D光敏树脂TC53

具有低灰分含量，表面灰分容易被清洁，同时具有粘度低、尺寸稳定、部件表面光滑、表面处理容易、产品稳定等特点。

2. 型模预处理与装配组树

SLA设备3D打印打印出的型模可直接用蜡“焊接”在浇道上面，和正常的蜡型一样装配。考虑到去除SLA型模的方式，浇口与流道的设计可以比传统蜡型大些，这样有助于空气进入帮助燃烧型模。


3. 制壳
挂第一层浆料前，清洗蜡树时注意观察是否有气泡出现。如果有，说明型模密封性不好。蜡树浸入浆液时避免浮力对蜡树造成破坏。为了增强型壳的强度，可考虑多制一层壳或采用加强。


4. 脱蜡

焙烧前将通风孔烫穿，焙烧时有利于气体对流。


5. 焙烧

通入充足的空气高温焙烧，保持温度在800-1100度两个小时（根据零件大小，适当延长时间）。

SLA原型所用铸造专用树脂（TC53）50~60℃时开始软化，超过300℃后，树脂的分子结构开始崩溃，达到600℃时，树脂材料燃烧分解成二氧化碳、水和少量残留。完全烧失稳温度在800℃左右。


6. 清除灰烬

灰分残留会影响铸件的表面质量和造成内部缺陷。

7. 预热及浇筑

预热前用陶瓷棒、耐火泥等材料堵上通风孔。

精密铸造成品：



3D打印数字化精密铸造工艺优势

快

速度快、成本低，2-3 天即可获得消失型模，满足多品种、小批量的业务需求

优

可以3D打印出具有复杂空间结构的蜡模，尺寸精度接近模具压型蜡模

净

仅0.05%灰分残留，不含重金属元素，不污染铸件

精

型模表面质量好，细节表现力强。经处理后表面粗糙度可达Ra1.6，最小打印尺寸仅0.3mm。


以上是对基于SLA 技术的3D打印数字化精密铸造工艺优势的总结。那么，精密铸造企业在什么情况下应用这一工艺,才能“物尽其用”呢？以下是5种经典的应用场景。

工艺设计优化

紧急交期
少量（50件以内）, 制作模具费用较高
结构特殊，无法开模
测试件、原型验证