鑄造成形是獲得金屬零部件的一種重要而又廣泛的技術(shù)方式，在傳統(tǒng)的鑄造工業(yè)中大多包含模具制造的工序，而模具設(shè)計(jì)、開發(fā)和修正是一個(gè)漫長而昂貴的過程，3D打印技術(shù)中的快速原型（RapidPrototyping）技術(shù)可以有效解決這一問題而獲得大量應(yīng)用。其中，代表性的技術(shù)包括選區(qū)激光燒結(jié)（SLS）、激光立體光固化（SLA）和樹脂微滴噴射（3DP）技術(shù)。采用選擇性激光燒結(jié)技術(shù)可以省去模具制造過程，直接用來制作酚醛樹脂覆膜砂鑄型、熔模芯殼等產(chǎn)品，用于澆注金屬零部件產(chǎn)品；激光立體光固化技術(shù)是通過特定波長的激光光束來固化光敏樹脂的成形方式，具備成形自由度高、制件粗糙度低、尺寸精度好的特點(diǎn)，用來制作剛性高分子模具，強(qiáng)度可達(dá)50MPa，適用于呋喃樹脂砂、水玻璃砂及潮模砂的砂型翻模制造，模具壽命和尺寸精度水平可滿足小批量鑄造產(chǎn)品的生產(chǎn)，且制造時(shí)間和成本低于傳統(tǒng)金屬模具；樹脂微滴噴射技術(shù)采用陣列噴頭動(dòng)態(tài)控制的方式，獲得了較快的面層掃描速度，適用于呋喃樹脂自硬砂型的高效率制造。

覆膜砂型的激光燒結(jié)機(jī)理和應(yīng)用技術(shù)已基本完善，我國最早開展選取激光燒結(jié)覆膜砂研究的機(jī)構(gòu)有華中科技大學(xué)、西安交通大學(xué)等高校，國內(nèi)此類設(shè)備的開發(fā)、銷售企業(yè)主要有武漢濱湖機(jī)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)有限公司、北京易加三維科技有限公司和北京隆源自動(dòng)成型系統(tǒng)有限公司，上述3個(gè)公司的設(shè)備在鑄造企業(yè)和科研院所裝機(jī)量最大，應(yīng)用也最為廣泛。

激光立體光固化技術(shù)最早起源于美國，3D Systems公司始終保持這一技術(shù)的領(lǐng)先優(yōu)勢，我國西安交通大學(xué)等高校對(duì)光敏數(shù)值材料和技術(shù)機(jī)理的研究較為透徹，國內(nèi)蘇州中瑞機(jī)電科技有限公司、北京易加三維科技有限公司、上海聯(lián)泰科技有限公司均開發(fā)出了性價(jià)比較高的工業(yè)應(yīng)用設(shè)備，適用于模型制造等行業(yè)領(lǐng)域。

美國Exone公司和德國Voxeljet公司是樹脂微滴噴射技術(shù)商業(yè)化應(yīng)用的推動(dòng)者和領(lǐng)導(dǎo)者；國內(nèi)，廣東峰華卓立科技股份有限公司推出了相似的技術(shù)裝備，并實(shí)現(xiàn)了原材料的開源使用，具有較高的使用性價(jià)比體驗(yàn)，已實(shí)現(xiàn)在國際、國內(nèi)鑄造企業(yè)的銷售；寧夏共享集團(tuán)購置了多臺(tái)套Exone設(shè)備用于智能鑄造生產(chǎn)線的搭建，并開展了原材料和裝備國產(chǎn)化的工作，已實(shí)現(xiàn)大型化呋喃樹脂微滴噴射3D打印機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。

上述快速原型技術(shù)的成熟度水平已完全滿足鑄型的快速開發(fā)需求，設(shè)備、原材料銷售和技術(shù)服務(wù)正處于市場爆發(fā)期，如中國中車、廣西玉柴機(jī)器集團(tuán)有限公司、江淮汽車等大型的裝備制造企業(yè)均已建立起了基于3D打印技術(shù)的砂型快速制造服務(wù)單元，行業(yè)內(nèi)面向鑄件快速開發(fā)服務(wù)的小型公司也在逐漸增多。

值得注意的是，目前的快速原型技術(shù)是通過省去或節(jié)省模具開發(fā)時(shí)間來加快鑄造產(chǎn)品開發(fā)速度，僅適合于多品種、小批量鑄件產(chǎn)品開發(fā)和鑄造工藝快速定型，尚不能與傳統(tǒng)鑄造工業(yè)的大規(guī)模生產(chǎn)模式相競爭。從目前的技術(shù)現(xiàn)狀和應(yīng)用案例來看，各種服務(wù)于鑄型開發(fā)的3D打印技術(shù)各有利弊。選擇性激光燒結(jié)覆膜砂技術(shù)的設(shè)備價(jià)格較合理，獲得的覆膜砂鑄型適用范圍較廣，可廣泛應(yīng)用于鑄鋼、鑄鐵及有色合金鑄造領(lǐng)域，但制造效率較低；激光立體光固化技術(shù)獲得的鑄造模具在強(qiáng)度和壽命方面還不能與傳統(tǒng)金屬材質(zhì)模具相競爭，且高溫性能差的特性限制了其在覆膜砂型熱成形工藝上的應(yīng)用；樹脂微滴噴射技術(shù)雖然效率相對(duì)較高，但核心器件陣列噴頭的壽命較短，更換成本高，且僅適用于呋喃樹脂砂作為原材料，難以滿足高品質(zhì)鑄件生產(chǎn)要求。

筆者認(rèn)為，鑄型的適用范圍和設(shè)備制造效率能否有效兼顧，是影響3D打印技術(shù)在鑄造批量化生產(chǎn)模式中獲得應(yīng)用的關(guān)鍵因素。目前，可動(dòng)態(tài)關(guān)閉的大功率半導(dǎo)體激光器技術(shù)已實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)性突破，未來各研究機(jī)構(gòu)和制造企業(yè)會(huì)開發(fā)出陣列掃描燒結(jié)酚醛覆膜砂材料的設(shè)備，并實(shí)現(xiàn)低維護(hù)成本下寬幅應(yīng)用砂型的高速制造，能真正使 3D 打印成為傳統(tǒng)鑄造的必備工序。

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