白书舟 王 耀 张小建

（1.上海西重所重型机械成套有限公司，上海 201900；2.浙江大学 机械工程学院，杭州 310063）

目前，工业生产中对金属铸造零部件的主要生产流程为“毛坯铸造-毛坯锻造-机加工-热处理”等[1]。由于部分铸造金属零部件尺寸较大，面积超过2 m×2 m，在毛坯铸造过程中需要制作形状复杂且尺寸巨大的砂型箱。此外。尺寸较大的金属零部件锻造需要使用吨位巨大的锻压机，而体积较大且形状复杂的零部件在锻压过程中存在锻压不均匀、转位不方便等诸多弊端[2-6]。为了锻压方便，需要先生产体积和加工余量较大的铸造毛坯再进行机加工得到所需要的零部件，因此材料的利用率往往极低。此外，复杂金属零部件在铸造过程中，内部容易出现气泡、缩孔和热应力所导致的裂纹等缺陷[7]。铸造完成后再锻造加工需要重新加热铸造毛坯，需要消耗大量的电能。综上所述，目前传统金属零部件生产方法存在效率低、材料利用率低、加工费时费力、能耗高以及材料均匀一致性较差导致易出现裂纹和气孔等缺陷。

增材制造是一种根据数字文件制造三维实体零件的工艺，通常逐层添加材料来实现复杂三维实体零部件的生产。对于铸造金属零部件来讲，目前的增材制造技术仅仅是解决铸造毛坯环节，增材制造出来的金属零部件性能还达不到锻件性能。采用目前增材制造技术加工关键零部件，后续依然需要进行锻造处理。因此，目前增材制造技术从效率和性能方面无法满足铸造金属零部件的高效高质制造。……