覆膜砂型激光3D打印技术

覆膜砂型（芯）激光3D打印技术的出现使上述问题从根本上得到解决。该方法的基本原理是：首先，运用三维造型软件建立砂型（芯）的三维CAD模型，利用分层软件对CAD原型进行切片处理，以获得每一层的截面轮廓及数据加工信息，激光扫描系统将按照其转化的电信号信息进行有序地扫描工作；其次，在烧结工作平台上铺设一层事先制备好的覆膜砂，成型设备的扫描系统按照计算机输出的数据信息，控制激光束在指定路径上对覆膜砂进行选择性激光烧结，覆膜砂表面的树脂膜受热熔融并产生粘接，而没有被扫描到的覆膜砂仍呈现原有的自然松散状态并担当支撑作用；最后，逐层铺粉、逐层烧结，循环往复，直至完成所有加工层面的扫描工作，获得覆膜砂型（芯）烧结原型件。该技术可以实现大型复杂薄壁整体铸件的高品质精密铸造提供了良好的技术途径，可实现复杂覆膜砂型（芯）的整体精确化制备，具有不受零件几何形状的限制，不需任何工装模具，能在较短的时间内直接将CAD模型转化为实体原型零件的特点。

3D打印技术又称为快速成型技术或增材制造技术，是近年来全球先进制造领域兴起的一项集光/机/电、计算机、数控及新材料于一体的先进制造技术。它不需要传统的刀具和夹具，利用三维设计数据在设备上由程序控制自动地制造出任意复杂形状的零件，可实现任意复杂结构的整体制造。基于离散、堆积原理的光固化3D打印技术具有制造过程直接而无需模具、不受结构复杂程度限制、材料利用率高、制造过程节能环保等诸多突出优势，它改变了传统制造的理念和模式，是制造行业最具代表性的颠覆技术。

因此，近年来，大批国内外学者针对此技术开展了许多研究工作，并获得了极大的科研成果。但是，由于激光3D打印技术特有的成形方式和工艺特征，因此，该技术对覆膜砂的材料特性也有着特别的要求，使得整个覆膜砂的制备过程、覆膜砂型的成型过程和后处理过程还存在一些问题。例如：覆膜砂制备过程中添加剂的选择及其含量问题，成型过程中成型件的强度问题，后处理过程中的保温温度和保温时长对覆膜砂型的影响等等。这些问题从而严重制约着覆膜砂砂型（芯）的整体表面质量、尺寸精度及其力学性能等方面，同时也制约了该项技术的推广和应用。

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