基于SL原型的陶瓷型壳精密铸造研究安康

基于SL原型的陶瓷型壳精密铸造研究

基于SL原型的陶瓷型壳精密铸造研究 2011： 从铸造角度分析，以熔模铸造作比照，基于SL原型的陶瓷型壳精密铸造有以下特点： 1）原型与蜡模相比，高温变形温度高。SL原型在60℃~80℃才开始变形，而蜡模一般不能高于30℃，所以每层挂浆撒砂后干燥时间差别很大：如都挂八层，由于对吹风式电干燥箱温度设置不同：SL原型型壳在55℃下干燥，而蜡模型壳在25℃~30℃下干燥。SL原型的陶瓷型壳制作仅仅需要6~8h，蜡模型壳制作需要80~100h。2）SL原型与型壳焙烧同时进行，SL原型被汽化掉，不需要脱模。1 SL原型受热过程中体积和重量变化SL原型在受热过程中热体积变化的规律如图1曲线所示。在不同加热电压下，原型的升温速率不同。从曲线走势可以看出，不论温升速率如何，树脂原型均在40～60℃温度范围内达到膨胀最大值，但升温速度越大，原型相对膨胀值就越小。所以，在型壳焙烧时，适当提高升温速度可以降低树脂原型的膨胀值，从而减小树脂对型壳的热膨胀作用。

系列1、2、3—对应加热电压20V、30V、60V图1 不同加热速率下SL原型体积变化曲线

SL原型在加热过程中重量变化规律如图2曲线。光固化树脂在50～60℃时开始软化，超过300℃后，树脂的分子结构开始崩溃，超过600℃后，树脂材料燃烧分解成CO2、水和很少量的残余物。由曲线可以看出，光固化树脂在300℃之前，重量变化很小，从300℃起到700℃是光固化树脂重量变化最多的温度范围，当温度上升到900℃时，光固化树脂几乎全部燃烧完，所剩残余碳化物质量仅占原树脂质量的4％。

2 SL原型及氧化锆型壳热膨胀研究 采用膨胀仪对不同温度下装炉的SL原型和氧化锆试样进行膨胀性能测试，结果如图3~7所示。可以看出，300℃装炉的SL原型与型壳膨胀量最小，破裂的可能性也就最小。

图3 树脂和型壳的膨胀值及其差值曲线（33℃装炉）

图4 树脂和型壳膨胀值及其差值曲线（300℃装炉）

图5 树脂和型壳膨胀值及其差值曲线（400℃装炉）

图6 树脂和型壳膨胀值及其差值曲线（500℃装炉）

图7 树脂和型壳膨胀值及其差值曲线（600℃装炉）

3 基于SL原型的陶瓷型壳精密铸造实例 1）精密铸造标准试样（如图8） 2）注肥器SL原型及铝合金铸造件（如图9） 3）摩托车发动机外壳SL原型及铝合金铸造件（如图10）

a树脂原型试样 b 涂挂后的型壳 c 焙烧后的型壳 图8 精密铸造标准试样涂挂及焙烧过程

图9 注肥器SL原型及铝合金铸造件

a 树脂原型 b 铝合金铸造件 图10 摩托车发动机外壳SL原型及铝合金铸造件

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