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智能铸造需要什么样的铸型?
 传统造型方法的局限性及改进方法

 

砂型铸造是传统的铸造工艺,生产成本低,适用于大规模生产。随着时代发展,对铸件要求越来越高,尤其在新产品研发阶段,要求生产周期短,产品精度高,传统的铸型制造方法就暴露其缺陷和不足,难以满足要求。

 

在提高铸件产品质量方法上,传统方法是在后工序处理质量缺陷上下工夫,加强对造型、浇铸等前工序的质量控制,避免能源浪费,节省后续切削加工工时,节约能源消耗,提高生产率,使铸件产品质量达到预期目标。

 

先进制造业国家对铸型的研究趋势

 

当前,先进制造业国家对铸型的研究趋势主要是:一是精确成型技术,主要是使铸件的重量减轻、强度提高以及质量更为精密;二是传统的经验法研究逐渐被计算机仿真模拟技术替代。

 

3D打印技术国内外对比

 

3D打印技术作为目前最具前景的智能化制造技术之一,反映了一个国家的工业制造水平,被广泛应用于砂型打印、医疗、生物等领域。该项技术由美国麻省理工学院开发成功,并拥有部分原理性专利。

 

 

 

国外的3D打印技术是以企业为主导,其中以美国的设计、制造、销售全产业链模式为典型代表。国内排名中专利权人中有9 个是大学及高校科研机构。国内研究主要是基于分层实体制造、熔融沉积、光固化成型等技术研发及成型系统的研制,也有部分企业依靠高校科研成果已实现3D 打印设备一定程度上的产业化。

(本文数据来源:Patsnap数据库)

 

 

智能铸型——传统铸型的革命性升级改进

 

铸造生产过程中,传统铸型一般为密实结构,难以控制铸件的冷却过程。这造成铸件厚薄冷却速度不同、温度分布不均匀,造成铸件残余应力大、变形大。

 

因此,清华大学材料学院副教授康进武提出基于3D打印成形的智能铸型-镂空灵巧铸型结构思想,采用壳型、空心夹层、桁架支撑等结构,彻底改变铸型的密实结构,实现铸型智能化。


 

 

镂空结构实现随铸件局部几何特征的铸型设计,实现铸件的控制冷却,从而提高铸件凝固过程的冷却速度、凝固后的温度均匀性和冷却速率,最终提高铸件性能,并降低铸件的残余应力和变形。并提出了镂空铸型的设计方法和多种镂空铸型结构,包括表面加强筋型、桁架支持结构和空心夹层结构等。该铸型设计应用于铝合金应力框铸造试件,实现了铸件冷却控制,大幅度减小了型砂用量。

 

康进武副教授将于11月14-17日,在苏州国际博览中心,2017中国铸造活动周上深度讲解智能铸型的最新研究进展,与大家一起分享最新科技前沿成果。欢迎感兴趣的铸造同仁报名参会。

 

 

康进武

清华大学材料学院副教授   博士生导师

 

1999年获得清华大学工学博士学位,先后在清华大学机械工程系、材料学院任教。2001-2003在美国伍斯特理工学院(WPI)做访问学者。

 

康进武副教授长期从事铸造过程、热处理过程数值模拟与仿真研究,尤其是重大装备中大型铸件的制造研究,近年开展3D打印方面研究,发表过文章《虚拟现实(VR)技术在铸造中的应用》。负责国家自然科学基金课题、国家重点研发计划课题、国际合作、国内重点企业等二十多项科研项目;作为骨干参加过国家973项目、重大科技专项等多个研究项目。获省部级科技进步奖4项,发表论文160多篇,SCI、EI收录100多篇,专利15项,出版5本专著和教材。



 

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地点
苏州国际博览中心
(江苏省苏州市苏州大道东688号)

时间
2018年11月15日(星期三)   上午09:00-下午5:00
2018年11月16日(星期四)   上午09:00-下午5:00
2018年11月17日(星期五)   上午09:00-下午5:00