PCM快速成型工艺在铸造中的应用.doc
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2022-11-27
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PCM 快速成型工艺在铸造中的应用
一、PCM 快速成型工艺法的成型原理
PCM（Patternless Casting Modeling）工艺，是将 RP 理论扩展到树脂砂造型工艺中，
采用轮廓扫描喷射固化工艺，实现了无模型铸型的快速制造。它的具体实施过程是将所
设计零件的三维计算机图像进行处理，抽取出实体三维砂芯模型，将实体三维砂芯模型
转换为一系列很薄的模样截面轮廓数据，生成控制信息。然后在 PCM 快速成型机上控
制树脂喷头向芯砂表面均匀施洒树脂，完成一层后预热加速模型固化。
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二、PCM 工艺法制作 S2000 气缸盖工艺方案
1. 前处理过程
首先规划和设计铸型，即确定工艺参数、选取最优加工方向、设计浇注系统等。对
设计的 S2000 气缸盖产品进行适当余量补正，并将产品的三维模型转换成铸型的三维模
型，然后由铸型三维数据得到分层截面轮廓数据，再以层面信息产生控制信息。
2. 成型过程
1）辊制芯砂，按照辊砂工艺，在辊砂机内加入原砂和自硬固化剂，树脂加入
1.6%～2.2%，固化剂按树脂的 30%~50%，原砂与固化剂预辊约 20s，辊制后加入 PCM
快速成型机砂斗内待用。
2）如图 1 所示，需要成型时，用铺砂机构将辊制好的芯砂均匀铺撒在砂箱表面，
每层厚度约 0.2mm～0.5mm。制作过程中发现，0.2mm～0.5mm 的层厚，在气道上会产
生台阶效应，所以气道制作完成后需修光滑。
图 1 将辊制好的砂均匀铺撒在表面
3）如图 2 所示，树脂喷头由线性导轨数码电机控制在平面上移动，先扫描模型边
界，再扫描行腔部位，喷头可以按照 0°，30°，90°等不同的角度进行喷射树脂。树脂与
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