精铸型壳的增材制造技术研究进展

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（兰州理工大学 a.省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室；b.材料科学与工程学院，兰州 730050）

增材制造技术能够快速成形复杂3D形状的零件，制备精铸型壳过程中可以实现单件小批量精铸零件的快速柔性制造，满足多样化、个性化、小批量产品制造的市场需求。增材制造的树脂模型可以代替传统精铸工艺中使用的蜡模，经挂浆撒砂干燥后，再通过加热烧蚀去除树脂模型后焙烧获得型壳[1—2]，这种方法可沿用传统精铸生产线，但是工序较长，型壳在树脂模型烧蚀过程中易变形开裂，并且对环境污染较大。更加可以充分发挥增材制造优势的方法是直接增材制造精铸型壳，将CAD模型通过分层堆积形成中空的精铸型壳素坯，焙烧后获得型壳[3—4]。目前可用于制备精铸型壳的增材制造技术主要有三维打印法（3DP）、选择性激光烧结法（SLS）、光固化成形法（SLA）以及浆料挤出法等，文中对这几种技术的工艺原理和研究进展进行介绍，并分析影响因素和存在的问题。

1 三维打印法（3DP）

1.1 工艺原理和研究进展

三维打印法（Three-dimensional printing，3DP）将粘结剂喷射在铺粉平面的铸造耐火材料粉末上，将粉末分层粘接成形，其工艺原理见图1。首先在铺粉平面上铺一层耐火材料粉末，根据精铸型壳CAD模型的截面数据，在选定区域喷射粘结剂，完成一层的截面打印后，工作平台下降一个层厚的距离，重复这个过程直至零件逐层打印完成，去除未粘接的松散粉末即可得到型壳素坯，经焙烧等后续工序后得到精铸型壳[5]。……