LAMP工艺将加速熔模铸造发展

以前,熔模铸造的精确性高于快速原型,但加工成本高,然而 Georgia Institute of Technology 大学的研究人员发现一种新的工艺可以更快、更经济的实现熔模铸造技术即是Large Area Maskless Photopolymerization(大幅面无掩模光聚合)技术。这项技术直接按照CAD记录生产陶瓷模具,使得速度更快,并减少废品。

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乔治亚制造技术中心的数字制造实验室总监Das说:“这种新技术可以降低25%的生产成本,并减少90%的废品率,并且不需要刀具。”

在传统的熔模铸造过程中,熔化的金属被注入一个可消耗陶瓷铸型中形成零部件。而这种陶瓷模具则是用陶瓷浆料包裹用蜡制成的产品复制品,然后使用高温干燥、硬化使其形成陶瓷模具,其中的蜡则受热融化消失,从而在模具中形成模腔,使液化的金属注入其中并降温固化形成铸件。 这种新技术可能会改变工业行业设计和铸造复杂、昂贵的金属零件的方式。

DDM公司 的LAMP 3D打印机使用光聚合打印技术,这将取代使用了数百年的“失蜡”熔模铸造方法。

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当前,大多数精密金属铸件的设计都是在计算机上,使用CAD软件,十分方便。但其下一步——创建铸造零件用的陶瓷模具——则需要涉及到六道主要的操作工序、昂贵的精密加工硬模以及数百件加工工具。相比之下,DDM Systems的高分辨率LAMP工艺则通过逐层投射紫外光图形到光敏树脂与陶瓷颗粒的混合物中,选择性地将该混合物固化成固体,从而生成模具。该技术的打印层厚为100微米。 在模具形成之后,固化的树脂通过粘结剂烧除工艺去除掉,然后陶瓷则在窑炉中烧结,形成纯陶瓷结构。然后就可以注入熔融金属——如镍基高温合金或钛基合金——以产生高精确度的铸件。

“过去铸造一个零件来来回回调整设计需要一年的时间。LAMP工艺则大幅降低了时间需求,从CAD设计到制成可功能测试的零部件,仅仅需要一个星期左右的时间。它还能完成之前用其他技术无法制造的对象,而且对操作人员的技能也没有额外的要求,并且不需要刀具。 ”

LAMP工艺不仅可制造测试原型,而且也可以在实际生产过程中使用。它能更快速地为各种行业生产复杂的金属部件,无论是大的还是小的,而且成本更低,可以高速打印出高品质的零部件,例如光学和高精度运动部件,并且还可以生产极其尖锐和小的部小批量或大量的部件.

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DDM公司CEO Das博士说,基于LAMP系统的直接数字化制造能够使设计人员为喷气发动机或类似系统开发出效率更高、更加复杂的零部件。

Das博士指出“你可以在短期内产生出所需的部件,而且无需模具,这超越了快速原型技术,进入了真正的快速制造。”

图2:Suman Das博士展示的用LAMP技术3D打印的陶瓷模具。右手则是用该模具制成的单晶高温合金涡轮叶片。

图3:使用(LAMP)技术3D打印的模具和用这些模具制成的零部件

 

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