3D打印熔模鑄造為航空產業(yè)添加新動力，成本大幅降低

熔模鑄造又稱失蠟鑄造，我國的失蠟法至遲起源于春秋時期，歷史悠久。失蠟鑄造是用蠟制作所要鑄成零件的蠟模，然后蠟模上涂以泥漿，這就是泥模。泥模晾干后，放入熱水中將內部蠟模熔化。將熔化完蠟模的泥模取出再焙燒成陶模。一經焙燒。一般制泥模時就留下了澆注口，再從澆注口灌入金屬熔液，冷卻后，所需的金屬零件就制成了。

在過去一個世紀里，這個工藝流程經過許多革新，但是制作復雜零部件的所需的工模具還是非常耗時和緩慢的。制作時間得以月計算，費用也可能達到數十萬美元。雖然失蠟法（熔模鑄造）飽含老祖宗的智慧，但是在技術不斷革新的現代，一旦停止技術的探索和創(chuàng)新，那么企業(yè)被淘汰終將是時間問題。

今天我們要聊到的就是如何使用3D打印技術來為古老的熔模鑄造注入新的生命力。

挑戰(zhàn)：花費少量時間和成本制作高品質熔模鑄造原型
解決方案：3D Systems QuickCast®工藝-使用ProX 800打印機(SLA技術)和Accura®CastPro™ Free 無銻材料
成果：
• 制作復雜熔模鑄造原型的時間從幾個月縮短至幾天
• 成本從20萬-30萬美元降低至6千-1萬5千美元
• 支持產品原型多次快速迭代
• 使部件一體化，減輕重量
• 無銻材料最佳燃盡率

Vaupell是一家擁有70年歷史的航空航天部件供應商，公司使用3D Systems的QuickCast®服務，通過3D打印SLA技術直接打印原型進行熔模鑄造，不需要制作蠟模所需的工模具，不需要制作蠟模，僅需傳統(tǒng)手段的一部分成本和極快的速度就能制作出客戶所需的零部件。因為航空市場往往需要小批量復雜度高的零部件，QuickCast服務十分貼合航空市場的需求。
Vaupell新業(yè)務發(fā)展部門的銷售工程師安迪·李維斯估計通過3D Systems的ProX 800打印機制作一個直徑66厘米的零部件原型只需要2-3天，費用僅需約6千-1萬5千美元。然而傳統(tǒng)手段，單單制作用于這個零部件的蠟模工模具也需要花費數月乃至超過一年的時間，成本也需要耗費2萬美元到3萬美元。

Vaupell公司快速原型部門經理奧斯丁·王表示：“ProX 800可以打印大尺寸部件的屬性正是我們所需要的。一次性就可以打印出大尺寸部件，無需使用小型設備打印兩次。不但顯著縮短了制作時間，大尺寸部件還幫助降低了人力成本，因為部件越少，所需粘接越少。”

QuickCast熔模鑄造極適用于兩類需求:無法使用傳統(tǒng)方式制作的鑄件；部件復雜程度過高，以至于需要花費數年來制作用于生產的模具。從事航空業(yè)的公司已經發(fā)現3D打印的妙處，可以減少裝配件的數量，另外在保持甚至超出傳統(tǒng)制造件強度和耐用性時，還能使部件更輕質。因為通過模具制作用于生產的原型很長的周期來設計和制作蠟模過于費時費力，所以3D打印已經為位于新罕布什爾州的Vaupell快速原型部門創(chuàng)造了大量業(yè)務。

“QuickCast原型可以讓我們的客戶提早在進入生產前或者在原型制作工具設計、制作、測試和上線前就得到部件。”李維斯舉了一個現實案例，Vaupell公司使用QuickCas服務來制作復雜的熔模鑄造原型，在2天半時間里制作了20個部件，在一個月內迅速完成120個部件。

熔模鑄造有一大難點，就是在制造過程的收縮率，通過QuickCast工藝可以顯著降低收縮率。李維斯提到：QuickCast的一大優(yōu)勢就是你只需計算金屬收縮率。你不用計算金屬和上面的蠟的收縮。QuickCast制作的原型更精確，比蠟模制作原型誤差更小。“

通過3D打印制作原型容錯能力更高。如果在制作原型的時候出了差錯，或者部件未能達到預期標準，也只需花費數天來重新設計和制作原型，不像傳統(tǒng)工藝那樣需要花費數周或數月來修改蠟模具。

對于原型的應用來說，QuickCast支持更多迭代的能力是關鍵，所以許多傳統(tǒng)熔模鑄造的公司已經開始轉型，讓3D打印技術制作原型取代繁瑣的傳統(tǒng)手段制作原型。

在3D打印的早期階段，熔模鑄造的一個主要備受關注的重點就是可用材料的質量和性能。Accura CastPro™ Free材料是一種透明、類聚碳酸酯的材料，不含重金屬，所以它是一款極其適合用于熔模鑄造的高品質材料，完全破解了這種隱憂。

“因為CastPro Free是一款不含銻的材料，所以在制作最終金屬件時候，不容易出現瑕疵問題。“Vaupell公司的高級制造技術經理戴夫·佩萊格里諾如此說到。CastPro Free燒毀后灰燼殘余量極低，保質的同時節(jié)省后處理時間。李維斯提到：“如果樹脂不能完全燒盡，對于客戶來說就是一個問題，CastPro Free燒毀后幾乎沒有殘余量是確保高質量的關鍵。“

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