知识篇：以铝合金缸盖为例3D打印蜡模技术

3D打印蜡模是采用激光选区烧结的方法（SLS工艺）将蜡或PS蜡材料通过合理的参数进行层层烧结，再进行后处理使其表面光洁，得到缸盖外型及定位工装。缸盖外型3D打印蜡模及定位工装设计方案图如图1所示，三缸缸盖外型3D打印蜡模焙烧制成石膏型如图2所示。选用专用自制蜡型的3D打印HLP-800 SLS设备进行打印，特点是成型最小壁厚小于1.5 mm，成型精度每100 mm为±0.1 mm，零件综合尺寸优于CT6级，表面质量Ra优于3.2 µm。3D打印缸盖外型蜡模的工艺参数：激光功率18～20 W；工作温度89～92 ℃；扫描速度1 200～1 400 mm/s；层厚0.12 mm；收缩率0.95。

图1 缸盖外型3D打印蜡模及定位工装设计方案图

（1-定位工装; 2-直浇道; 3,4-内冷铁辅助工装; 5-砂芯头工装）

图2三缸缸盖外型3D打印蜡模焙烧制成石膏型图

(1-打印蜡模翻制石膏型长度定位工装;2-打印蜡模翻制石膏型宽度定位工装)

3D打印砂型是采用选区喷涂树脂或固化胶的方法（3DP工艺），将焙烧砂黏结在一起，得到缸盖内腔及定位工装，缸盖外型3D打印砂型及定位工装设计方案如图3所示。这种成型工艺为冷成型，成型砂型不容易变形，强度比较高。选用专用自制砂型3D打印HLS-1000设备进行打印，因冷成型无收缩和变形，成型精度受尺寸大小影响不大，精度优于±0.5mm，零件综合尺寸优于CT8级，表面质量Ra优于10µm。打印缸盖内腔砂芯的工艺参数：树脂量0.9%～1.0%；环境温度20～25℃；喷射速度120～140mm/s；层厚0.2mm；固化时间大于6h。