インベストメント鋳造におけるラピッドプロトタイピング技術の応用

製造業、特に航空、航空宇宙、国防、自動車などの主要産業では、基本的なコア部品は一般に金属部品であり、かなりの数の金属部品は非対称で不規則な曲面または複雑な構造と微細な部品です構造。

これらの部品の製造には、多くの場合、崩壊処理またはインベストメント鋳造の方法が採用されています。インベストメント鋳造では、金属部品を複製するためにマスターモールドまたはトランジションモールドが必要です。金型の設計と製造は、鋳物の製造を制限するボトルネックになっています。

ラピッドプロトタイピング技術は、インベストメント鋳造に必要なワックスパターンをすばやく提供できます。これにより、ワックスパターンの長い準備サイクル、高い製造コスト、曲面などの複雑な構造の製造の難しさなど、従来の鋳造プロセスの問題が解決され、製造効率と製造の柔軟性が大幅に向上します。

ラピッドプロトタイピング技術の製造プロセス

ラピッドプロトタイピング製造技術はRPMと略され、SLS、SLA、SLMなどの成形方法が含まれます。 CADテクノロジー、数値制御テクノロジー、レーザーテクノロジー、マテリアルテクノロジーなど、最新の科学技術の成果を統合しています。
従来の製造方法とは異なり、ラピッドプロトタイピングのプロセスは、最初に製品の3D CADソリッドモデルまたは表面モデルファイルを生成し、ソリッドモデルをRPファイル標準のSTL形式に変換し、エラーを修正することです。ファイル変換。
次に、各レイヤーのデータがラピッドプロトタイピングマシンに送信されます。アディティブマニュファクチャリングを使用し、レーザーを熱源として使用して、各層を連続的に焼結または溶融し、部品全体が完成するまで同時に接続します。
SLS成形法で使用される材料は、パラフィンワックス、プラスチック、低融点金属粉末、またはそれらの混合物など、さまざまな焼結可能な粉末です。製品の物理モデルの迅速な生産を実現するために、プロセス要件に従って対応する材料を選択します。

インベストメント鋳造は、すべての鋳造プロセスの中で最も正確な成形方法であり、再現性が高く、その後の鋳造処理の要件が少なくなります。インベストメント鋳造には、ワックスパターンまたはその他の消耗型の設計と製造が必要です。

鋳造の複雑さと寸法にもよりますが、生産サイクルは通常、数週間から数ヶ月かかります。型を入手した後、鋳造品を製造するのにさらに1週間かかります。ほとんどの場合、ワックスパターンとモールドシェルの作成に使用されるため、特に少量生産の場合、モールドのコストと時間がかかります。

RPMテクノロジーは、金型を製造せずにインベストメント鋳造用のワックスパターンを直接形成できます。レーザーラピッドプロトタイピング（SLS）で作成されたワックスパターンは、パラフィンワックスパウダーで作成されています。

技術的なプロセスは、作業台に粉末の層を広げ、コンピューターの制御下でレーザービームで選択的に焼結することです（コンポーネントの中空部分は焼結されていませんが、粉末材料のままです）。一緒に固化して、コンポーネントの固い部分を形成します。

1つの層が完成したら、次の層に進み、新しい層が前の層と一緒にしっかりと焼結されます。すべての焼結が完了したら、余分な粉末を取り除き、焼結ワックスパターンを取得します。

RPMテクノロジーは、さまざまな素材が特徴です。パラフィン粉末はインベストメント鋳造ワックスパターンの作成に使用でき、セラミック粉末はセラミックシェルの構築に使用でき、金属粉末はワックスパターンをプレスするための金型の確立に使用できます。

インベストメント鋳造におけるラピッドプロトタイピング技術の適用は、次の3つの状況に分けることができます。

ラピッドプロトタイピング技術を使用してインベストメント鋳造用のワックスパターンを構築することで、金属マスターモールドの製造による鋳造物の形状と開発プロセスの制限を回避でき、同時に開発サイクルを大幅に短縮できます。コストは、より複雑で高精度の最先端の鋳造品の研究開発と製造に使用できます。

ラピッドプロトタイピングとインベストメント鋳造は補完的です。ラピッドプロトタイピングがなければ、マスターモールドの製造がインベストメント鋳造のボトルネックになります。また、インベストメント鋳造がない場合、ラピッドプロトタイピングの適用にも大きな制限があります。

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