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精密铸造

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与精密铸造⾏业⼤佬张博⼠的访谈记录

我 - 12/15/2023, 3:34:18 PM

请问精密铸造这个⾏业，我没有认知，可否帮我普及⼀下！我是个软件⼯程师，所以可以尽量详细深⼊

⼀点，让我能快速建⽴起认知！

张博⼠ - 12/15/2023, 3:34:18 PM

当然可以。精密铸造，也被称为投资铸造、失蜡铸造或微融模铸造，是⼀种制造⾦属部件的⼯艺，特别

是当部件需要复杂的形状或⾼度精度时。这⼀术语通常⽤于⼀系列铸造应⽤中，能够⽣产出相⽐其他铸

造⽅法更为精细和精确的零件。

精密铸造⼯艺的步骤⼤致如下：

制作模具：⾸先需要创建⼀个原型（通常称为“⺟模”或“模型”），通常使⽤蜡或可塑材料制成。这

个原型的形状和尺⼨与最终产品相同。

制作蜡模型：然后在⺟模的基础上制作多个蜡模型或复件，这些都是将要铸造的⾦属部件的精确复

制品。

组装蜡树：将多个蜡模型固定在⼀根主管道上形成⼀个“蜡树”，以便可以同时铸造多个零件。

浸涂和砂壳制造：将蜡树浸⼊⼀个带有耐⽕材料的浆料中，然后撒上砂粒，重复这个过程多次，直

到建⽴起⼀层坚固的壳层或“砂壳”。

蜡模脱蜡：在炉中加热砂壳，蜡模则会融化并流出，留下⼀个精确的洞⽳形状，这就是⾦属将要铸

⼊的模具空间。

烧结：将空壳加热到适当温度以增强强度并去除任何剩余蜡的痕迹。

浇注：将熔化的⾦属倒⼊预热的砂壳中，待其冷却和凝固。

壳体去除：待⾦属完全冷却后，打破砂壳，露出铸造的⾦属部件。

截去进浇系统：将铸件从主管道和进浇系统上切下来。

10.

完成处理：对铸件进⾏打磨、抛光等后续加⼯，以达到所需的表⾯光洁度和尺⼨精度。

精密铸造⼯艺能够⽣产出结构复杂、形状特殊且尺⼨精准的部件，⼴泛应⽤于航空航天、汽⻋、医疗设

备、珠宝和艺术品制造等领域。由于其能获得光滑的表⾯和⾼精度的尺⼨，精密铸造是⼀种⾮常有价值

的制造技术。

从材料科学的⻆度来看，精密铸造允许使⽤各种合⾦，包括⾼温合⾦、不锈钢、⼯具钢和铜合⾦等，这

使得该技术能够为特定应⽤选择最适合的材料。

对于你这样的软件⼯程师来说，理解精密铸造的⾃动化和计算机辅助部分可能会很吸引⼈。计算机辅助

设计（CAD）软件在制作原型阶段发挥着重要作⽤，⽽计算机辅助⼯程（CAE）软件⽤于模拟铸造过

程，包括⾦属流动和凝固，以及应⼒和热分析，以预测并解决⽣产中可能出现的问题。此外，⾃动化技

术可⽤于改善浇注和壳体制造等⼯艺的精确性与效率。

我 - 12/15/2023, 3:49:30 PM

问题⼀：铸造和锻造有什么区别？

张博⼠ - 12/15/2023, 3:49:30 PM

铸造和锻造都是⾦属加⼯领域中⽤以⽣产⾦属零件的传统技术，但它们在过程、能⼒和最终产品的性能

上有显著的不同。

以下是铸造和锻造之间的主要区别：

过程：

铸造是⼀种液态成型过程，它包括将熔化的⾦属倒⼊⼀个模具中，然后冷却使⾦属凝固成为

所需的形状。

锻造则是⼀种固态成型过程，它涉及采⽤压⼒和⼒量将⾦属变形到所需形状。这通常在⾦属

到达其再结晶温度时完成，此时材料能够在不破裂的情况下塑形。

材料特性：

铸造可以处理⼏乎所有种类的⾦属和合⾦，⽽且能够⽣产出形状复杂的零件。然⽽，铸件可

能包含⽓孔、砂眼等缺陷，整体强度通常略低于锻件。

锻造通常使⽤碳钢和合⾦钢等较为耐⽤的材料。锻造过程可以提⾼⾦属的密实度和持久度，

提升材料的⼒学性能如强度和韧性，因此锻件通常⽐铸件具有更好的结构完整性。

成本和复杂性：

铸造对于复杂形状的⼩批量⽣产或⼤型零件是⼀个经济的选择，因为它不需要昂贵的模具和

设备。

锻造在批量⽣产中更具成本效益，因为模具和设备的初始成本很⾼，但是它能够⽣产出性能

稳定且可靠的零件。

应⽤：

铸造⽤途⼴泛，尤其适合于铸造形状复杂或需要特定合⾦的零件。它常⽤于汽⻋、航天、医

疗和⼯业机械等领域。

锻造常⽤于制造需要承受极端载荷和环境的零件，如发动机曲轴、连杆、⼿⼯⼯具、结构组

件等。

因此，根据所需的零件性能、复杂性、批量和成本，会决定是选择铸造还是锻造。两者都有其优势和局

限性，且在现代制造业中仍占有重要的地位。

我 - 12/15/2023, 3:52:31 PM

问题⼆：精密铸造中整个研发和⽣产⼯艺链中，会⽤到哪些软件？分别介绍⼀下这些软件的应⽤场景和

⼤致的功能模块！

张博⼠ - 12/15/2023, 3:52:31 PM

精密铸造的整个研发和⽣产⼯艺链中涉及到多种软件，它们⽀持从设计到⽣产的各个环节。以下是⼀些

常⽤的软件类型以及它们在精密铸造中的应⽤场景和功能模块：

计算机辅助设计（CAD）软件：

应⽤场景：CAD软件⽤于精密铸造的初步设计阶段，⼯程师使⽤它来创建和修改零件的三维

(3D)模型。

功能模块：⼏何建模、装配设计、绘图和⽂件管理等。

计算机辅助⼯程（CAE）软件：

应⽤场景：CAE软件在设计完成后⽤于模拟铸造过程，以预测可能出现的缺陷，如收缩孔、热

裂等，并优化铸件设计和⼯艺参数。

功能模块：流动模拟、固化分析、热传导分析、应⼒分析、变形分析等。

材料数据管理软件：

应⽤场景：在选择原材料和设计合⾦配⽅时使⽤，以保证铸件有最佳性能。

功能模块：材料属性数据库、合⾦设计⼯具、成本估算⼯具等。

计算机辅助制造（CAM）软件：

应⽤场景：CAM软件⽤于设计和制造⽤于⽣产蜡模和其它⼯具的数控(CNC)机床程序。

功能模块：⼯具路径⽣成、数控编程、机床仿真、⽣产管理等。

三维扫描和逆向⼯程软件：

应⽤场景：当需要复制现有零件或模具时使⽤，或⽤于分析铸件与原设计之间的差异。

功能模块：三维扫描数据处理、点云到模型的转换、⼏何分析和⽐较等。

质量管理和控制软件：

应⽤场景：⽤于⽣产过程中的质量监控和最终铸件的质量检查。

功能模块：检测数据记录和分析、过程监控、合格证发放和追溯等。

企业资源规划（ERP）软件：

应⽤场景：⽤于管理整个铸造⼚的资源，包括物料需求计划、库存管理、订单处理和财务。

功能模块：库存管理、采购、销售管理、财务和会计、⼈⼒资源管理等。

⽣产调度软件：

应⽤场景：在⽣产管理中使⽤，以优化机器和⼈员的安排，确保⽣产效率。

功能模块：⽣产计划、⼯作指派、进度跟踪、瓶颈分析等。

每个软件都专注于流程链中的特定任务，并且它们常常能够集成⼯作，以提供⼀个⽆缝的⼯作流程，从

概念设计到最终产品的⽣产。随着⼯业4.0的发展，这些软件通常还能与物联⽹(IoT)设备整合，实现实

时数据采集和分析，进⽽提⾼⽣产效率和产品质量。

我 - 12/15/2023, 3:55:57 PM

请继续，再表述⼀些，帮助我增加认知！

张博⼠ - 12/15/2023, 3:55:57 PM

当然，精密铸造过程中涉及的软件不仅限于设计和⽣产环节，还包括⽤于测试、分析和项⽬管理的⼯

具。以下是⼀些额外的软件类别和它们的应⽤：

有限元分析（FEA）软件：

应⽤场景：⽤于模拟铸造过程中的应⼒、应变、热传递等。

功能模块：静态和动态⼒学分析、热分析、疲劳分析、多物理场分析。

10.

计量软件：

应⽤场景：⽤于精密测量铸件的尺⼨和形状，确保它们符合设计规格。

功能模块：三维测量、⼏何尺⼨和公差(GD&T)分析、报告⽣成。

11.

模拟铸造软件：

应⽤场景：专⽤于模拟精密铸造过程，预测充型、凝固和冷却等过程中可能出现的问题。

功能模块：填充模拟、凝固和冷却分析、微观结构预测、缺陷预测。

12.

项⽬管理软件：

应⽤场景：管理铸造项⽬的时间表、预算和资源。

功能模块：项⽬规划和调度、资源分配、成本管理、协作⼯具、⻛险评估。

13.

数据分析和统计软件：

应⽤场景：分析⽣产数据以优化⼯艺参数和提⾼产品质量。

功能模块：统计分析、数据可视化、预测建模、过程优化。

14.

客户关系管理（CRM）软件：

应⽤场景：管理与客户相关的数据，优化客户服务和销售流程。

功能模块：销售管理、客户⽀持、市场营销⾃动化、客户数据分析。

这些软件通常包括先进的功能，⽐如基于⼈⼯智能的算法⽤于预测和解决⽣产中可能出现的问题，以及

云计算功能，使得远程团队可以在全球范围内共享和协作。随着增材制造（3D打印）技术的发展，精

密铸造⾏业也开始整合这⼀技术以制备复杂模具和零件，相关软件⼯具同样在这个领域能发挥作⽤。

精密铸造⾏业的软件解决⽅案为提⾼⽣产效率、减少缺陷率、缩短产品上市时间和降低成本提供了强⼤

的⽀持。随着技术的发展，这些⼯具也在不断进步，整合更多的⾃动化、数据分析和机器学习元素，为

铸造⾏业带来变⾰。

我 - 12/15/2023, 3:58:02 PM

问题三：纳⽶技术，可否应⽤于精密铸造⾏业？

张博⼠ - 12/15/2023, 3:58:02 PM

纳⽶技术，指的是在纳⽶尺度（通常指1⾄100纳⽶范围内）上研究、操纵和应⽤物质的技术。由于其在

材料强度、化学性质、电学性质和热性质上的独特优势，纳⽶技术在多个领域都有⼴泛的应⽤潜⼒，包

括精密铸造⾏业。以下是纳⽶技术可能在精密铸造中的⼀些应⽤场景：

铸造材料改进：

纳⽶增强的铸造合⾦可以提供⽐传统合⾦更⾼的强度和耐热性能。纳⽶粒⼦（如碳纳⽶管或纳

⽶级氧化物）可以添加到⾦属熔体中，以改善铸件的机械性能和耐磨性。

表⾯涂层和处理：

在铸件表⾯使⽤纳⽶涂层技术可以⼤⼤提⾼耐腐蚀性、耐磨性和抗氧化性。纳⽶级涂层的均匀

致密性⽐微⽶级涂层具有更优的保护性能。

模具制作：

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