3D打印熔模鑄造為航空產(chǎn)業(yè)添加新動力，成本大幅降低

熔模鑄造又稱失蠟鑄造，我國的失蠟法至遲起源于春秋時期，歷史悠久。失蠟鑄造是用蠟制作所要鑄成零件的蠟模，然后蠟模上涂以泥漿，這就是泥模。泥模晾干后，放入熱水中將內(nèi)部蠟模熔化。將熔化完蠟模的泥模取出再焙燒成陶模。一經(jīng)焙燒。一般制泥模時就留下了澆注口，再從澆注口灌入金屬熔液，冷卻后，所需的金屬零件就制成了。

在過去一個世紀里，這個工藝流程經(jīng)過許多革新，但是制作復雜零部件的所需的工模具還是非常耗時和緩慢的。制作時間得以月計算，費用也可能達到數(shù)十萬美元。雖然失蠟法（熔模鑄造）飽含老祖宗的智慧，但是在技術不斷革新的現(xiàn)代，一旦停止技術的探索和創(chuàng)新，那么企業(yè)被淘汰終將是時間問題。

今天我們要聊到的就是如何使用3D打印技術來為古老的熔模鑄造注入新的生命力。

挑戰(zhàn)：花費少量時間和成本制作高品質(zhì)熔模鑄造原型
解決方案：3D Systems QuickCast®工藝-使用ProX 800打印機(SLA技術)和Accura®CastPro™ Free 無銻材料
成果：
• 制作復雜熔模鑄造原型的時間從幾個月縮短至幾天
• 成本從20萬-30萬美元降低至6千-1萬5千美元
• 支持產(chǎn)品原型多次快速迭代
• 使部件一體化，減輕重量
• 無銻材料最佳燃盡率

Vaupell是一家擁有70年歷史的航空航天部件供應商，公司使用3D Systems的QuickCast®服務，通過3D打印SLA技術直接打印原型進行熔模鑄造，不需要制作蠟模所需的工模具，不需要制作蠟模，僅需傳統(tǒng)手段的一部分成本和極快的速度就能制作出客戶所需的零部件。因為航空市場往往需要小批量復雜度高的零部件，QuickCast服務十分貼合航空市場的需求。
Vaupell新業(yè)務發(fā)展部門的銷售工程師安迪·李維斯估計通過3D Systems的ProX 800打印機制作一個直徑66厘米的零部件原型只需要2-3天，費用僅需約6千-1萬5千美元。然而傳統(tǒng)手段，單單制作用于這個零部件的蠟模工模具也需要花費數(shù)月乃至超過一年的時間，成本也需要耗費2萬美元到3萬美元。

Vaupell公司快速原型部門經(jīng)理奧斯丁·王表示：“ProX 800可以打印大尺寸部件的屬性正是我們所需要的。一次性就可以打印出大尺寸部件，無需使用小型設備打印兩次。不但顯著縮短了制作時間，大尺寸部件還幫助降低了人力成本，因為部件越少，所需粘接越少?！?br />
QuickCast熔模鑄造極適用于兩類需求:無法使用傳統(tǒng)方式制作的鑄件；部件復雜程度過高，以至于需要花費數(shù)年來制作用于生產(chǎn)的模具。從事航空業(yè)的公司已經(jīng)發(fā)現(xiàn)3D打印的妙處，可以減少裝配件的數(shù)量，另外在保持甚至超出傳統(tǒng)制造件強度和耐用性時，還能使部件更輕質(zhì)。因為通過模具制作用于生產(chǎn)的原型很長的周期來設計和制作蠟模過于費時費力，所以3D打印已經(jīng)為位于新罕布什爾州的Vaupell快速原型部門創(chuàng)造了大量業(yè)務。

“QuickCast原型可以讓我們的客戶提早在進入生產(chǎn)前或者在原型制作工具設計、制作、測試和上線前就得到部件。”李維斯舉了一個現(xiàn)實案例，Vaupell公司使用QuickCas服務來制作復雜的熔模鑄造原型，在2天半時間里制作了20個部件，在一個月內(nèi)迅速完成120個部件。

熔模鑄造有一大難點，就是在制造過程的收縮率，通過QuickCast工藝可以顯著降低收縮率。李維斯提到：QuickCast的一大優(yōu)勢就是你只需計算金屬收縮率。你不用計算金屬和上面的蠟的收縮。QuickCast制作的原型更精確，比蠟模制作原型誤差更小?！?br />
通過3D打印制作原型容錯能力更高。如果在制作原型的時候出了差錯，或者部件未能達到預期標準，也只需花費數(shù)天來重新設計和制作原型，不像傳統(tǒng)工藝那樣需要花費數(shù)周或數(shù)月來修改蠟模具。

對于原型的應用來說，QuickCast支持更多迭代的能力是關鍵，所以許多傳統(tǒng)熔模鑄造的公司已經(jīng)開始轉型，讓3D打印技術制作原型取代繁瑣的傳統(tǒng)手段制作原型。

在3D打印的早期階段，熔模鑄造的一個主要備受關注的重點就是可用材料的質(zhì)量和性能。Accura CastPro™ Free材料是一種透明、類聚碳酸酯的材料，不含重金屬，所以它是一款極其適合用于熔模鑄造的高品質(zhì)材料，完全破解了這種隱憂。

“因為CastPro Free是一款不含銻的材料，所以在制作最終金屬件時候，不容易出現(xiàn)瑕疵問題?！癡aupell公司的高級制造技術經(jīng)理戴夫·佩萊格里諾如此說到。CastPro Free燒毀后灰燼殘余量極低，保質(zhì)的同時節(jié)省后處理時間。李維斯提到：“如果樹脂不能完全燒盡，對于客戶來說就是一個問題，CastPro Free燒毀后幾乎沒有殘余量是確保高質(zhì)量的關鍵?！?br />

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