3D打印技术在铸造工艺中的应用

Additive Manufacturing(下文中简称为AM),即叠层制造技术,或增材制造技术、快速成型技术,本质上就是三维(3D)打印技术。它将机械工程、激光技术、材料技术、CAD等先进科技融为一体,能自动、快速、直接、精准地将设计意图转变为有一定功能的原型(例如铸造工艺用砂型),或直接制作零件,快速成型系统被人们誉为"立体打印机"。如今,3D打印技术正在向先进的制造技术领域发展。文章着重介绍了3D打印技术在铸造工艺中的实际应用,评价了3D打印技术与新铸造技术完美结合给传统工艺带来的重大变革。     

叠层制造技术与铸造工艺的完美结合——砂型铸造的优势

叠层制造技术(AM:Additive Manufactnring)的基本原理是"分层制造、逐层叠加",实际上是快速成型。它综合了机械工程、激光技术、材料科技、CAD等先进技术,可以自动、直接、快速、精准地将设计意图转变为具有一定功能的原型(包括铸造工艺中的砂型等)或直接制作零部件。该技术又称为三维叠层成型、三维打印成型技术。本文着重介绍了叠层制造(AM)技术与砂型铸造技术的完美结合,使传统的砂型铸造工艺展现出生机与活力,从而有效地提高砂型制作的生产效率。比如,可依据计算机图形数据制作复杂形状的砂型(泥芯)等。同时,评估了上述两种工艺结合的优点、特征以及待解决的课题。     

铸造复合化技术与铸铁接合技术的动向

介绍了铸造复合化技术的发展新动向,着重阐述了压力浇注法、离心铸造法等新技术、新工艺;同时还叙述了铸铁接合技术的新进展;指出铸造复合化技术将对多功能铸件和复合化铸件的推广应用作出贡献。     

基于3D打印的无模化铸型的应用

无模化铸型,所用砂型不是采用传统的模具进行制作,而是通过砂型立体雕刻工艺、激光选择性烧结工艺(SLS)、光固化工艺(SLA)等3D成型技术实现的成型。3D打印技术应用于铸造,可以实现快速成型和无模制造,极大地提高了复杂铸件的生产效率。文章介绍了3D打印技术在铸造方面的应用现状及发展,重点介绍了某公司利用选择性激光烧结(SLS)技术在无模化铸型方面的应用。     

铸造仿真系统CAPCAST~的开发与最新发展动向

铸造仿真技术通过计算机的应用及数字化CAE(计算机辅助工程)技术被应用于各种铸造工艺、各种铸造现象的解释、铸造缺陷的预测、最佳操作条件的探索等诸多方面。文章主要围绕铸造CAE的核心技术,着重介绍了金属液流动仿真、凝固、缺陷预测仿真、变形仿真等新技术的应用与发展动向,论述了存在的问题及今后的发展前景。     

CAE技术在箱盖铸造生产中的应用

简要介绍了铸造CAE技术。根据箱盖的结构、尺寸、材料等特点,对零件的铸造工艺进行设计:包括分型面的确认,零件补缩系统和浇筑系统的计算。并用CAE技术对铸造工艺进行凝固过程模拟、分析和优化,实现了箱盖铸件的成功开发。     

铸造CAE的实用动向与今后的课题

铸造CAE(计算机辅助工程)是生产高质量、无缺陷铸件,以及精确预测缩孔等铸造工艺研究中必不可少的工具。文章介绍了铸造CAE的现状及实用技术动向和有待解决的课题,列举了铁水流动性解析、凝固解析、热应力解析中的实例。     

铸造仿真技术的现状与今后的课题

计算机技术早已有效应用于铸造仿真技术,作为数字化的铸造CAE(计算机辅助工程)技术也被用于生产高品质铸件,可以用来精确预测缩孔等铸造缺陷、解释各种铸造工艺与现象、探索最佳操作条件等。本文就铸造CAE的核心,即铁水流动、凝固仿真的技术动向与课题做一介绍,同时介绍最近人们关注的型芯及主体铸型的砂型造型仿真技术的研究动向。     

铸造CAE在小铸件上的应用

日本虹技有限公司在铸件生产中,采用了金属液流动性解析以防止冷疤铸造缺陷;采用了凝固解析以防止缩孔缺陷等对策,卓有成效地应用了铸造CAE技术。文章介绍了铸造CAE技术在各种高强度球墨铸铁件中的解析应用实例,考察了存在的问题及今后有待解决的课题。     

机车车辆制造技术的现状和展望综述

介绍了国内外机车车辆制造业冷，热工艺的现状，从铸造、锻压、焊接，表面处理，热处理以及机加工等方面分析了中国与先进国家机车车辆制造工艺水平的差距，展望了中国机车车辆制造工艺技术的发展方向。     

美国GE转向架构架铸造工艺研究

本文叙述了GE构架产品结构特点和技术要求,分析了铸造工艺上的技术难度,以及为控制铸件尺寸,解决铸件变形和解决铸造裂纹等缺陷问题所采取的多项工艺措施和工艺试验.从而保证了新型三轴整体铸钢构架铸造成功。     

280系列发动机气缸套离心铸造工艺开发

介绍了280气缸套的结构特点和技术要求,根据产品要求设计了合理的离心铸造模具、水冷系统、离心铸造、熔炼和浇注方案,通过精确控制各工序参数使280气缸套可在离心铸造线自动生产。     

高强度铝合金优质铸件的制造工艺

本文主要阐述了俄罗斯目前为获得高质量的高强度铝合金铸件而作出的努力。介绍了为获得理想的机械性能而采取的一些铸造措施和工艺。另外,还介绍了俄罗斯目前使用的铸造过程的计算机模拟系统以及消除铸造缺陷的有效方法。     

铸件在轨道客车转向架上的应用及展望

回顾了轨道客车转向架的技术发展概况,介绍了铸件在转向架关键零部件的应用及发展情况,并结合转向架关键零部件的结构特点及功能需求与铸造技术的创新与发展,对铸件在轨道客车转向架上的应用及发展前景进行了阐述和展望。     

铸造CAE在薄壁铸铁件上的应用

近年来,随着环保法规的日趋严格,铸造零部件也在推进薄壁化、形状复杂化。哪怕是耐热铸铁制作的排气系统构件,也有同样的趋势。为了制造高质量无缺陷铸件,利用铸造CAE(铸造计算机辅助工程)进行工艺研究是必不可少的。文章介绍了有效应用铸造CAE技术的现状及其课题,列举了应用实例。     

冻结铸型铸造法的开发

传统的铸造行业深受粉尘、振动、异臭、噪声等问题的困扰,属脏、险、累的3K作业。本文介绍日本前川制作所开发成功的冻结铸型（砂型）铸造法。该铸造法是在制作砂型的工序中,使用水（利于环保）作粘结剂,通过冻结其里面的水制成砂型的施工方法。文中介绍了该铸造法的特点、特性和施工工序。评估了环境、成本等因素,还例举了应用实例。     

高强度铸铝合金在高速列车转向架上的应用

简述了国内外高强度铸铝合金的发展，介绍了国内外铝合金轴箱和齿轮箱的研究及其应用，综述了国际上最新的提高铸造Ａｌ－Ｓｉ合金性能的措施。高强度铸造Ａｌ－Ｓｉ合金作为高速列车转向架的箱体材料，不仅具有良好的机械性能、物理性能、切削加工性能及铸造性能等优点，而且能有效地减轻簧下质量。     

城市轨道交通信号系统自主化整体技术解决方案——MTC-I型基于通信的列车控制系统研发与应用简

结合我国城市轨道交通建设快速发展现状以及信号装备自主化新形势,重点介绍完全自主化的MTC-I型基于通信的列车控制（CBTC）系统的方案设计、技术特点与优势、研发策略与应用概况。对我国城市轨道交通信号技术未来自主化发展形势进行了展望和分析。     

受电弓滑板用材料的开发与应用

受电弓是跟踪接触导线，给电动车辆稳定供电，确保良好集电性能的车辆部件。本文介绍既有线电动车辆用烧结合金、铸造合金、金属浸渗型碳系、混合烧结型碳系等滑板的开发和应用，并介绍了新干线电车用铜系烧结合金，铁系烧结合金、铅分散铜系铸造合金、碳系（C／C复合材）等材料滑板的开发和应用，以及固态润滑剂的开发和应用。     

铸造仿真技术

介绍了铸铁、铸钢、不锈钢、有色金属等复杂零件采用廉价和能源效率高的铸造仿真技术。利用铁水流动仿真和凝固仿真选择最优压力铸造条件,大大缩短了生产准备时间,优化了设计和铸造方案,用在散热器(翅片式)等复杂零件的制造上,获得了提高产品性能和生产效率的效果。