SLA在快速鑄造技術(shù)中的應(yīng)用

引言：SLA技術(shù)即利用激光有選擇的固化光敏樹脂的激光快速成型技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)為眾多快速成型技術(shù)中的一種。對(duì)比其他的快速成型方式，此項(xiàng)技術(shù)在成型尺寸，材料性能等方面具有更廣泛的優(yōu)勢(shì)。利用此項(xiàng)技術(shù)制作的快速鑄件型樣具有尺寸，產(chǎn)品尺寸一致性好，表面光潔度高，成功率高等優(yōu)點(diǎn)。美國(guó)航空航天領(lǐng)域以此項(xiàng)技術(shù)為標(biāo)準(zhǔn)的快速鑄造技術(shù)。但是目前國(guó)內(nèi)還是以SLS為主。SLA技術(shù)在尺寸一致性、材料利用率和模樣的后處理方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
    正文：
    目前在國(guó)內(nèi)手扳服務(wù)商對(duì)快速成型技術(shù)掌握比較成熟，但是這些手扳服務(wù)商對(duì)鑄造行業(yè)的了解不是很多，合作也很少。同樣鑄造廠對(duì)快速成型技術(shù)的掌握也大多停留在SLS技術(shù)。所以本文以如何得到型模開始。

SLA模型

    如何得到型模：
    鑄造廠可以自己購買SLA設(shè)備來制造型模。這樣可以節(jié)省很大部分的型模成本，據(jù)手板服務(wù)商長(zhǎng)期的統(tǒng)計(jì)，SLA的成本和SLS的相當(dāng)。但是這樣初期的投入會(huì)比較大，需要鑄造廠冒一定的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于一個(gè)資金實(shí)力不甚雄厚的鑄造廠來說，購買型模是個(gè)低風(fēng)險(xiǎn)的不錯(cuò)選擇。通過一些簡(jiǎn)單的問題 可以幫你篩選出合格的供應(yīng)商。如：是否能一次做出整個(gè)型模；是否有持續(xù)給一個(gè)或者多個(gè)鑄造廠提供型模的經(jīng)歷；使用什么材料做型模；等等。不要只是給你的供應(yīng)商提供一個(gè)從客戶那里得來的模型數(shù)據(jù)。和你的供應(yīng)商商討論型模的設(shè)計(jì)。告訴你的供應(yīng)商型模的要求，是否需要增加額外的特征來方便以后的工作和提高鑄造的成功率。
    接收型模：
    收到來之供應(yīng)商的型模，你需要做一些檢查。首先要檢查表面是否有裂紋、是否有殘缺。是否有足夠的強(qiáng)度。然后是尺寸檢查。型模的公差要求通常都比鑄造標(biāo)準(zhǔn)高，一般是鑄造標(biāo)準(zhǔn)的50%。然后要檢查型模是否有泄漏。雖然供應(yīng)商應(yīng)該已經(jīng)檢查過了，但是運(yùn)輸過程還是可能造成裂縫等破損。型模應(yīng)該放在陰暗干燥的環(huán)境里，濕氣會(huì)影響尺寸的精度。
    得到合格的型模后就可以開始裝配到模型樹了。澆口、澆道的材料和傳統(tǒng)熔模鑄造用的蠟一樣。有些鑄造廠直接使用SLA做澆口和澆道。好處是顯而易見的，省去了除蠟的步驟，如果是小件的話可以把型模和澆口澆道一次成型，省去裝配的步驟。當(dāng)然也有一些缺點(diǎn)。這樣做 SL成本幾乎多出一倍。掛漿的時(shí)候也需要克服浮力帶來的問題。SL型模是很昂貴的，為了確保澆鑄時(shí)金屬填充充分，澆口一般設(shè)計(jì)的比較大或多些。這些花費(fèi)比起浪費(fèi)一個(gè)型模來說還是合算的多。富余的澆口還以為下面的燒凈過程提供更多的空氣流。增強(qiáng)與澆道的連接強(qiáng)度，對(duì)于掛漿時(shí)克服浮力有很大幫助。
    通風(fēng)孔的設(shè)計(jì)是鑄造成功的關(guān)鍵。我們建議每個(gè)型模上都要有至少一個(gè)通風(fēng)孔，雖然沒有通風(fēng)孔也未必會(huì)失敗。除蠟過程，通風(fēng)孔可以保證型模中的空氣膨脹時(shí)順利逸出型殼，避免把殼漲裂。燒凈過程，通風(fēng)孔可以為型模提供足夠的氧氣使燃燒充分，大大減少灰燼含量。
    在制殼前做zui后一次檢查。再次檢查型模有沒有在裝配過程中產(chǎn)生裂縫；有沒有忘掉通風(fēng)孔；實(shí)心厚壁檢查。薄壁位置在 排除樹脂時(shí)可能沒有排除干凈，導(dǎo)致一些樹脂殘留形成實(shí)心的壁。
    和傳統(tǒng)的熔模鑄造方法一樣，在掛漿前需要對(duì)模型樹做預(yù)處理。傳統(tǒng)的蠟型在掛漿前需要浸泡溶劑來清除表面油等物質(zhì)，的是保證漿液和蠟型表面的粘合力。一些鑄造廠擔(dān)心容易會(huì)破壞SL型模。經(jīng)過試驗(yàn)證明Somos的材料可以采用和蠟型同樣的方法處理。有些鑄造廠反映SLA型模由于表面粗糙度太小的漿液黏附性不好，需要磨粗糙。但是有的鑄造廠卻并沒有遇到這樣的問題。概因?yàn)槭褂玫臐{液不同。需要打磨SLA型模增加黏附力的鑄造廠通常也需要打磨傳統(tǒng)蠟型來增加黏附力。
    SLA型模掛漿時(shí)需要額外的小心。SLA型模是空心的，浮力可能會(huì)破壞型模。所以掛漿的時(shí)候一定要小心。前面提到的加強(qiáng)了的澆口澆道有克服浮力的作用。

通風(fēng)孔

    多數(shù)鑄造廠都根據(jù)自己的產(chǎn)品配置了個(gè)性化的型殼材料。但是基本上可以歸結(jié)為兩個(gè)大類：熔融石英、硅鋁酸鹽。這兩種型殼材料都適用SLA型模。漿殼的厚度通常和蠟型一樣的層厚就足夠了。但是如果型模的形狀復(fù)雜、有薄壁、實(shí)心的部分比較多，就需要增加厚度來保證成功率。
    漿殼干燥后需要開始脫蠟步驟。對(duì)于SLA做的型模來說，這個(gè)步驟需要特別的謹(jǐn)慎，處理不好會(huì)有漲殼的危險(xiǎn)。我們需要對(duì)SLA型模的工藝做一些特殊的處理：每個(gè)型模至少有一個(gè)通風(fēng)孔；殼制好后鋸掉通風(fēng)孔的頂端；熔化掉通風(fēng)孔里的蠟；刺破型模的表皮；如果有實(shí)心的部分，手動(dòng)熔化澆口。
    焙燒過程與傳統(tǒng)方式有稍許改動(dòng)。一般的SLA型模需要800度以上焙燒溫度才能被燒盡。Somos的材料19122zui低需要650度，焙燒2個(gè)小時(shí)以上就能燒盡模型。盡管如此，建議還是用800度以上的溫度焙燒。但是焙燒溫度不能超過漿殼結(jié)晶化溫度。焙燒過程中需要爐子里有充分的氧氣含量，否則會(huì)燃燒不盡。一個(gè)簡(jiǎn)單的辦法就是用一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)通過一個(gè)金屬管往爐子里吹氣。
    19122的殘余灰燼量是0.015%。呈灰色粉狀。如果不是特別高的要求，簡(jiǎn)單的用壓縮空氣吹盡即可，甚至不需要任何處理。如果要求高，可以冷卻型殼后用水沖洗？
    澆注的步驟和傳統(tǒng)的熔模鑄造*一樣。
    總結(jié)：
    使用SLA技術(shù)用于快速鑄造不需要對(duì)傳統(tǒng)的工藝做很大的變動(dòng)就可以得到的鑄造樣件，而且成本也不比其他技術(shù)增加多少。流程簡(jiǎn)單，容易掌握。

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