在铸造业中，模样、模板、芯盒、压型等的制造往往是靠机械加工的方法，有时还需要钳工进行修整。特 别是对于一些形状复杂的薄壁铸件，例如飞机发动 机的叶片、船用螺旋桨、汽车的缸体、缸盖等等，其模具的 制造更是困难。通过本项目的研究将3D打印成形技术引入到传统的镁铝合金机匣铸件生产中能解决 复杂薄壁镁 铝合金机匣铸件模具难以加工的问题。通过本项目的研究将3D打印技术与砂型差压铸造技术相结合使得两者的优 点均得到最充分的发挥。3D打印技术制造砂型省去了砂型、砂芯模样及芯盒的制造环节，具有快速、成本低、精 度高的特点，可用于制造复杂零件；砂型反重力铸造是制造大型复杂薄壁铝合金铸件常用的铸造工艺，但是传统 的生产工艺需要先开金属模具，铸件的开发周期长，对于新型号研制所需铸件而言成本高。3D打印与反重力铸造 的结合正可扬长避短，无需进行费时、耗资的模具或工具设计和机械加工，使整个反重力铸造过程简化，铸造周 期缩短，极大地提高了薄壁铝合金整体铸件的开发效率和制造柔性。通过本项目的研究解决了壁厚小于4mm的大 型复杂薄壁铝合金机匣铸件的制造，打破了国外铸造公司长期以来对我国的技术封锁，尤其是军品薄壁铸件的封 锁，比如对于航空领域制造大型复杂薄壁铝合金铸件，解决了长期制约我国飞机用薄壁铝合金机匣研制生产的技 术瓶颈，大幅度提高国内薄壁铝合金铸件精密铸造技术水平，不再受制于人，满足新型飞机研制和生产的急需， 为新一代高功重比发动机研制奠定技术基础。 本项目成果的创新性在于不开模具采用3D打印技术制造铸型具有成本低、速度快、精度高的特点。传统铸 造过程中具有狭长油路的铸件油路部分开模很困难，而通过3D打印这种快速制造方法可直接成形油路部分铸型。 使用3D打印技术可以打印出一个带有浇注系统的整体砂型，采用低压铸造浇注后可以直接得到一个铸件，这比传 统的铸造制造的铸件尺寸精度更高。传统的铸造需要分箱，组箱时箱与箱之间不能严格对准这会使浇铸出的铸件 产生偏差，整体砂型铸造出的铸件尺寸精度可达到C T8优于传统铸造生产的铸件。3D打印技术制造的砂型可以 方便地制造出空心的砂芯，这有利于铸造时的排气，这对于有效地控制铸件中的气孔很重要。 本项目的研究成果可直接用于指导大型复杂薄壁镁铝合金铸的生产。在全球 有色金属铸件中，镁铝合金铸 件所占比例达2/3。复杂薄壁镁铝合金铸件在航空、航天、船舶、汽车、电子等行业有着广泛的应用。基于3D打 印的快速制造技术是现代制造技术的一次重大变革，可用于模具、铸件的生产，为模具和铸件提供低成本快速解 决方案，同时也为我国武器装备的研制和快速定型提供保障。 目前SLS技术制造的砂型尺寸极限约为700×700×500mm，而新一代机匣铸件（固定翼飞机使用）集成度更 高，SLS技术制造的砂型满足不了要求。针对此问题我们做了深入的调研认为目前只有3D打印技术中的喷墨打印 技术可制造此类砂型，由于喷墨打印属于冷成形，砂型的变形更易控制，下一步通过对喷墨打 印砂型进行技术 攻关，新一代机匣铸件有望获得突破。

哈尔滨工程大学

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