汪大新，张金雨

（安徽合力股份有限公司合肥铸锻厂，安徽 合肥 230601）

传统铸造工艺受模具和型芯结构等影响，设计方案往往会受到限制，使得铸件的开发周期较长。以金属模在流水线上生产叉车变速系统箱体为例，在样品开发阶段，传统铸造工艺和模具设计、制作周期6～8 周，试模、造型浇注周期2～3 周，模具调整1 周，一般样品做好需要2～3 个月，样品开发周期长。对于复杂砂芯、多件组合砂芯会有尺寸偏差大、砂芯接头有披缝等原因无法满足形状复杂、精度要求高制件的生产。

为更好解决上述问题，将3D 打印技术应用到铸件样品的开发阶段。其灵活的工艺方案设计、无模化造型优势能够极大地缩短开发周期，同时打印的砂型精度高，表面质量好，可以很好的保证铸件的质量[1-4]。

1 3D 打印技术及材料

3D 打印（3DP）作为快速成型技术的一种，又称增材制造，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状材料，通过组成打印的方式构造物体的技术[5]。

本文产品生产过程中，使用的原材料为进口石英砂，黏结剂为呋喃树脂，型砂参数见表1.

表1 造型材料物理性能及化学成分

2 铸造工艺设计

箱体铸件材质为HT250，质量63 kg，外形尺寸为481 mm×418 mm×213 mm，浇注重量为77 kg，浇注时间控制在12 s～15 s，采用中间注入式浇注系统，其浇注系统界面比例为∑F直∶∑F横∶∑F内=1.25∶1.5∶1，浇注系统中引入75 mm×75 mm×22 mm 碳化硅过滤片，一箱一件布置（见图1a））.

运用MAGMA 软件对工艺方案进行模拟，结果发现：浇注过程平稳，浇注时间12 s，凝固结果未发现明显缺陷（见图1b））.

图1 铸造工艺方案及模拟结果