采用FDM三维打印技术进行精密铸造

据南极熊的了解，不久前，三家国内企业联合发布了“3D打印+精密铸造”的新应用，为全球客户提供小批量、复杂结构的金属零件制造服务。这是由两位3D打印行业观察员的革命性变革，标志着3D打印技术带来了新的飞跃：从制作样品到制造最终零件，从单一样品生产到小规模多批次生产，甚至大规模生产。下面是南极熊，一种使用FDM3D打印的精密铸造技术。

第1步。3D打印

Polycast是一种利用FDM3D打印机和Polycast材料打印样品的新型3D打印材料，专门用于铸造工艺。具有良好的3D打印性能。即使打印机的底板没有加热，这种材料也不会出现翘曲现象。样品的底板和支架可以非常合适。易于剥离，优化了多晶硅材料的层间粘合性能。这样，支架和地板就可以简单有效地拆除，大大加快了生产过程。

第2步。表面抛光

印刷材料时，你可以把样品磨光。多晶硅是一种与材料匹配的抛光设备。Polycast是Polymaker材料光谱中可以抛光的第二行。这种雾化抛光研磨表面层的方法大大简化了后处理工艺，也为下一步精密铸造工艺提供了保证的表面质量。

第3步。剥壳

当样品的印刷和抛光工艺完成后，我们搬到精密铸造车间开始蜡树生产，并在下一个制造过程中为制壳做准备。现在可以开始熔模铸造。

首先，必须将样品浸入泥浆中。铸造车间采用全自动制壳装置系统，保证样品在均匀旋转过程中获得均匀分布的表面涂层。在工件上完成一系列不同粘性程度的泥浆渗透后，工件表面将形成壳体，壳体非常重要。是铸造过程中高温金属溶液的接触面。

下一步，样品将经过砂染色过程，这是细硅砂的混合物。砂渍可以增强模具的坚固性，缩短铸件的干燥时间。样品完全干燥后，随生产线的往复循环进入下一输送带，再次进行泥浆、砂渍处理。

上述过程将继续重复，直到壳体厚度达到预期效果。例如，不锈钢铸件的外壳厚度需要达到30 mm。整个制壳过程将持续2天，样品将通过车间的转移矩阵进行穿梭，等待干燥并再次重复。

现在模具必须开始加热过程。当窑温达到900摄氏度时，样品模型可以完全蒸发。蒸发后留下的外壳被用于铸造金属模具，这意味着之前通过3D打印制作的样品在这个过程中会烧坏。这是Polycast材料的主要工程特性。多晶硅在高温环境下的汽化程度完全可以与传统的无蜡铸造相媲美。在正常流速下，壳体中不会有材料残留。模壳内部完全净化后，即可从窑中取出，自然冷却。模具将被清洗以消除残留杂质的可能性。我们得到了一个光滑的模具外壳的接触面。

第4步。铸造厂

然后再次加热外壳，铸造金属为不锈钢。利用电磁感应加热装置，将磁场感应产生的涡流不断地转变为不锈钢熔化成液体涡流产生的热效应，从金属内部开始熔化过程。该方法不采用直接加热源，大大降低了杂质混合的可能性，任何表面浮渣和杂质都会被刮掉。或者把它们烧掉。

当不锈钢被加热到1612摄氏度，模具被加热到1300摄氏度时，铸造过程就可以开始了。模具将从窑中取出并提升到炉底。此时，操作人员将不锈钢溶液熔化，倒入壳模中。零件将放置在传送带上。自然冷却的过程。

冷却后，不锈钢铸件可从模具中剥离。该剥离过程将应用于气动千斤顶。千斤顶将破碎外壳，使铸件与模具分离。不锈钢铸件的铸件和冒口将被移除，形成最终铸件。南京1001工厂目前有国内生产。智能工业fff3d打印集群，可同时打印数百个多晶硅材料模块的3D打印。

3D打印抛光完成后，直接送精密铸造车间与精密铸造无缝对接。这意味着我们已经实现了3D打印和精密铸造工艺的大规模生产。该工艺制造尺寸为450x450x450mm。南京1001工厂目前正在运营中。研发超大3D打印设备，将蜡模制造规模扩大到1米以上。

让我们感受一下Foundry的一些应用案例。例如，我们使用3D打印制作了涡流风扇的模型。与传统的失蜡铸造相比，大大缩短了交货期。使用3D打印+精密铸造，您已经看到了传统铸造技术中消除蜡模阶段的可能性，但其复杂性。几何零件，以及个性化制造，我们的制造方法具有更深远的意义。设计师和工程师可以利用这一技术来探索和推广自由铸造的边界。