3D打印技术对铸造的影响
3D打印技术在铸造业的应用
3D打印技术在铸造行业的应用随着中国铸造行业的发展，铸件的生产已经逐步迈向自动化，数字化以及绿色化。
在各类铸造工艺当中，铸造模具的使用日益频繁，同时下游铸件需求行业对铸件的品质及功能结构要求日新月异。
基于此，3D打印技术在铸造行业应运而生。
目前，铸造业内对3D打印技术的认识还不够清晰，大多数业内人士都认为3D打印技术只能作为铸件研发机构的专享技术，其实不然，3D打印技术在铸造企业的实际生产当中大有作为。
同时还有部分铸造业内人士认为3D打印技术将颠覆传统铸造行业，其实这也是夸大其词。
3D打印技术只有与传统铸造工艺技术有机衔接，这样才能更大限度的发挥3D打印技术的优势。
此两者相辅相成，同为制造优质铸件而服务。
作为无模铸造技术核心的3D打印技术又称快速原型制造（Rapid Prototyping Manufacturing 简称RPM）,它诞生与20世纪80年代后期，是基于材料堆积法的一种快速成型技术，也称为增材制造。
它在铸造行业大致可分为两大类型。
第一类是3DP技术暨三维印刷技术；目前应用于铸造石英砂，PMMA（亚克力），尼龙等材料的工业级3D打印。
第二类是SLS技术暨选择性激光烧结技术。
目前应用于PS粉，覆膜砂，金属粉末等材料的工业级3D打印。
SLS技术3D打印机 3DP技术3D打印机(VX4000,世界最大的砂型打印机) 以上两种3D打印技术都属于增材制造技术，其他增材制造技术不在此累述。
下文将着重讲述3DP技术--3D打印技术在铸造行业内的应用。
3D打印技术具体应用于铸造工艺当中的造型及制芯工部，用来快速制造砂型/芯且省去模具；浇注铝合金件时无需砂箱，采用低压或重力浇注方式，浇注铸铁铸钢件时需配合砂箱工作。
首先，我们来了解一下传统铸造技术与无模铸造技术—3D打印技术的工艺特点比较。
传统铸造工艺流程：客户铸件订单---铸件CAD设计文件---铸件砂型/芯设计---铸型模具及芯盒模具设计---铸型模具制造---芯盒模具制造---造型制芯---下芯或组芯---浇注---获得铸件。
3D打印技术在国内铸造模具产业中广泛应用还需时日
２ ０ １ ３ 年 中国轮胎 模 具市场 竞 争 力将进 一步 加 强
日前 ， 国 内权 威机 构 发布 的 （ （ ２ ０ １ ３ — ２ ０ １ ７ 年 中 国模 具 产 业 调研 与市 场 竞 争态 势报 告 》 指 出： 未来， 轮 胎模
创造 高质量的模＿ 具是提升我国模具企业在 国际市场竞争力的前提条件 。 （ ２ ） 预 计轮胎 模 具 出 口将继 续 增 长。我 国轮 胎模 具 在 国际上 的 比较 优 势仍将 明显 ， 同时， 转 移制 造 业基 地 已成为中国模具企业的新选择 。企业在外 没厂将 由单纯产 品出口转为资本扩张， 在轮胎生产的密集地区 建 立模 具生 产基 地 是 国外 同行早 期 的成功 做法 ， 对 轮胎 企业 利轮 胎模 具企 业是 “ 烈赢 ” 的做法 。
速发展， 我国的模具产业 同建设如火如荣， 模具产业的分一 也越来越细。模具产业涉及到模具 没计、 模具制 造、 模具装配 、 模具 调试 、 模具检测和模 ｌ 具原材料及标准什供应等环 ， 提高各环节的专业化 度将有利 丁
模 具产业 的进 步 。
专家 呼 吁 ， 在世 界 人分 ： 趋 势 之下 ， 我 国的模 具 企业虑 协 同发展 ， 加 强合 作 ， 促 进 行业 内外 的多 向沟通 ， 共 促 繁荣 ， 形成 行业 的 整体 效应 ， 积 极应 对 国际上 可 能 出现 的贸 易壁 垒 ， 主动 应对 国际市场 的严 峻挑 战 。此 外， 我 国 的模 具产 业 戍 加 快推 进 国 内外 贸 易 一体 化 和 贸 Ｊ ＝ 一体 化 ， 促 进 经济 结构 调 整和 经济 增 方式 的转 变 。 以开拓 市 场 、 扩 大 消 费为 主 线 ， 充 分利 Ｊ 刳电子 商务 利 网络 服 务平 台 ， 推 进 市场 体 系建 设 ， 提 高 我 国模 具
砂型3d打印铸型制造工艺的特点
砂型3d打印铸型制造工艺的特点全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：砂型3D打印铸型制造工艺是近年来快速发展的一种先进制造技术，它采用了3D打印技术来制造砂型，然后通过铸造工艺来制造金属零件。
相比传统的铸造工艺，砂型3D打印铸型制造工艺具有许多独特的特点，使其在制造领域受到了越来越多的关注和应用。
砂型3D打印铸型制造工艺具有快速制造的特点。
传统的砂型制造需要制作模具、砂芯等，时间和成本较高。
而采用3D打印技术可以直接将三维设计文件转化成砂型，大大缩短了制造周期。
一些简单的砂型甚至可以在几个小时内完成制造，极大地提高了生产效率。
砂型3D打印铸型制造工艺具有高度个性化的特点。
传统的铸造工艺需要制作模具，一旦确定了模具就很难修改，导致产品定制化程度较低。
而使用3D打印技术可以根据实际需求随时修改设计文件，实现快速定制。
这使得砂型3D打印铸型制造工艺在生产小批量、多变形零件时具有明显优势。
砂型3D打印铸型制造工艺具有优质的表面质量。
传统的砂型制造工艺受到模具制作工艺的限制，表面粗糙度较高，需要进行后续的精加工。
而采用3D打印技术可以实现细致的装配和高质量的表面效果，减少了后续的加工工序，提高了零件的质量和精度。
砂型3D打印铸型制造工艺具有良好的适应性。
3D打印技术可以应用于各种不同材料的砂型制造，包括树脂砂、陶瓷砂等，实现了对不同金属材料的铸造需求。
砂型3D打印铸型制造工艺还可以结合其他先进制造技术，如数控加工、激光熔化等，使得制造工艺更加灵活多样。
砂型3D打印铸型制造工艺在提高生产效率、降低成本、提高产品质量和实现个性化定制等方面具有明显优势。
随着3D打印技术的不断发展和应用，砂型3D打印铸型制造工艺将在制造行业中发挥越来越重要的作用，为未来的制造业带来更多的创新和机遇。
第二篇示例：砂型3D打印铸造工艺是一种革命性的金属件制造工艺，其独特的技术优势使其在工业制造领域受到广泛关注。
下面将从砂型3D打印铸造工艺的特点方面展开详细介绍。
3D打印砂型技术在铸件开发中的运用思考
3D打印砂型技术在铸件开发中的运用思考摘要：3D打印技术作为快速成型技术，将数字模型文件为基础，采用粉末状金属或塑料等可黏性材料，通过逐层打印文件的方式来构造物体。
3D打印技术目前常用于模型制造、工业设计等领域中，目前也用于一些产品的直接制造，也采用该技术打印零部件。
3D打印技术在珠宝、工业设计、建筑、汽车、牙科、土木工程、航空航天等领域广泛应用。
3D打印技术被认定为促进第四次工业革命发展的很重要技术，常规统一生产的产品复杂性、成本以及可行性都达到极限的情况下，3D打印技术则发挥着重要的作用。
本文针对3D打印技术的发展以及特点进行分析，分析3D打印砂型技术在铸件开发中的应用效果，通过研究发现，采用3D打印砂型技术提高了复杂铸件开发的效率，有效节省了铸造的成本。
关键词：3D打印砂型技术；铸件开发；应用效果引言3D打印技术实现了数字化砂芯的生产，代替了传统的芯盒、模具等，从CAD 数据直接打印砂型和砂芯，实现了无模化生产。
3D打印机的原理为：将混有固化剂的砂通过铺粉器均匀的铺在工作台上，从而完成铺砂的操作；带引头要根据计算机截面图形将树脂选择性的喷射在砂层上，完成固化；工作台上一层粘结完成后，成型钢要下降0.28mm；逐层进行固化，重复的完成砂型打印；多余的砂被收集后，被固化的砂在成型中发挥支持作用，成型完成后则容易去除；清理为固化的砂子获得需要的砂型，完成所有流程。
采用3D打印砂型技术后，浇筑获得的铸件精准度较高、容易清理，适用于新产品的开发以及复杂单件的小批量生产；3D打印砂型技术设计只需要更改三维模型就可以快速完成设计和切换。
3D打印砂型技术打印成本较高，普通铸件无法生产的砂型则可采用3D打印砂型技术来完成。
一、3D打印技术的发展进程3D打印技术最早提出在上世纪末期，其原理就是通过光固化和纸层叠技术快速成型的装置。
随着第一代原型机在德国制造出来并获得了专利，该技术就得到积极的发展，越来越多的科研机构也纷纷加入研究3D打印技术，经过不断的开发与研究，3D打印技术也得到极大的创新，在工业、医学等领域都得到广泛的应用。
3D打印技术在铸造制造中的应用前景
3D打印技术在铸造制造中的应用前景3D打印技术（也称为增材制造）是一种基于数字模型的制造方法，通过层层堆积材料来构建物体。
近年来，3D打印技术在各行各业得到了广泛的关注和应用，尤其是在铸造制造领域。
本文将探讨3D打印技术在铸造制造中的应用前景，并分析其可能带来的影响和挑战。
首先，3D打印技术在铸造制造中的应用前景非常广阔。
铸造制造是一种传统的制造方法，它需要制作模具，然后将熔化的金属或合金倒入模具中，冷却后获得所需的零部件或产品。
传统的铸造制造方法存在许多局限性，比如制作模具需要大量的时间和费用，而且对于复杂形状的产品，模具制作更加困难。
而3D打印技术可以直接根据数字模型进行制造，无需制作模具，因此可以大大减少制造周期和成本，并且能够制造出各种形状和结构复杂的产品。
对于铸造制造行业来说，这意味着可以根据客户的需求快速定制产品，同时降低生产成本。
其次，3D打印技术在铸造制造中的应用可以提高产品的质量。
由于3D打印技术可以按照精确的数字模型进行制造，因此可以减少人为错误的发生。
与传统的手工制造方法相比，3D打印技术可以实现更高的制造精度和一致性，从而提高产品的质量和性能。
另外，3D打印技术还可以通过优化设计和改进产品结构，提高产品的功能性和可靠性。
此外，3D打印技术还可以带来更高的生产效率。
传统的铸造制造方法通常需要制作模具和进行多道工序的加工，而3D打印技术可以直接将产品从数字模型中打印出来，大大减少了加工工序和制造时间。
这使得整个生产过程更加简化和高效，能够更好地应对市场的快速变化和客户的个性化需求。
然而，3D打印技术在铸造制造中的应用仍然面临一些挑战。
首先，目前3D打印技术的材料选择相对有限，尤其是在铸造制造中需要使用高温和高强度材料的应用中。
目前的3D打印材料主要包括塑料、陶瓷和一些金属材料，但对于一些特殊材料，目前的3D打印技术还无法实现。
其次，3D打印技术的制造速度相对较慢，无法满足大规模生产的需求。
砂型3d打印铸型制造工艺的特点
砂型3D打印铸型制造工艺的特点：
1. 制造周期短：3D打印技术可以直接根据模型打印砂块，省去了模具设计和加工的过程，因此工期可以缩短两个月以上。
2. 工艺灵活性高：在铸件研制阶段，如果需要不断调节铸造工艺，模具的修改可能会非常困难。
然而，使用3D打印技术，只需要直接修改砂型数据，就可以提高工艺研发效率。
3. 降低组型难度，提高铸件尺寸精度：3D打印技术可以将传统分型的部分砂块整体打印出来，从而简化了砂块的组型方案，同时也保证了铸件的尺寸精度。
4. 砂型透气性和溃散性良好：使用3D打印技术制备的砂型具有高的孔隙率，不仅易于清理，而且透气性能良好，解决了呛火问题。
此外，它还能直接打印空心砂芯，进一步改善了排气能力。
5. 环保：3D打印砂型的特殊铺沙方式在打印过程中不会产生灰尘，添加的粘合剂也在相对封闭的打印箱内进行，从而减少了有机物向环境的排放，大大改善了劳动环境。
综上所述，砂型3D打印铸型制造工艺具有制造周期短、工艺灵活性高、铸件尺寸精度高、砂型透气性和溃散性良好以及环保等特点。
这些特点使得3D打印技术在铸造领域得到了广泛的应用。
3D打印技术在铸造行业的应用
3D打印技术在铸造行业的应用摘要：铸造模型是铸造生产中造型、制芯不可缺少的工艺装备。
它的质量优劣直接影响铸件的质量、生产效率和经济效益。
对铸造企业来讲，优质的模型意味着高质量的铸件，也意味着低成本、高产值和高利润。
传统模型加工受限于模型的复杂程度，制造周期长且生产成本高。
为满足铸造的需求，如何精确、快速生产铸造用的模型已成为当前铸造行业急需解决的问题。
随着3D打印技术的不断发展，它在铸造行业中的应用越来越广泛。
关键词：3D打印技术；镁铝铸造；应用引言3D打印技术的原理是按照零件的二维截面图形“印刷”在材料粉末表面上，通过逐层叠加，得到最终完整的零件产品。
在铸造领域，3D打印技术主要应用在砂芯的快速成型制造方面，它与传统的铸造工艺相结合，创造出了全新的铸造生产模式，颠覆了铸造行业的生产方式。
在多品种、小批量、工艺复杂的铸件生产方面，与传统的砂芯生产工艺相比，3D技术的优越性无与伦比。
1 3D打印技术介绍1982年J.E.Blanther关于分层制造法构成地形图的美国专利（#473901）开启了3D制造技术的大门，之后1988年美国3DSyetems公司推出世界上第1台商用快速成型机立体光刻SLA-1成为现代3D打印技术诞生的标志性事件。
在此之后，3D打印技术进入高速发展时期，类似的分层制造专利及应用技术有数百个。
3D打印技术是将零件三维模型分割成若干二维截面，通过层层叠加的方式堆积成三维实体，涉及机械工程、自动控制、激光、计算机、材料等多个学科。
这种将三维变为二维的“降维”制造过程，使制造复杂结构过程无需模具和多道加工工序，并为制备符合特定功能设计的复杂零件提供了可能。
目前，比较常见的3D打印技术有：分层实体制造（LOM）、激光选区烧结（SLS）、激光选区熔化（SLM）、三维喷墨打印（3DP）、熔融沉积造型（FDM）、激光立体成形（LSF）、光固化成型（SLA）等方法。
3D打印技术的快速发展，突破了传统制造技术形状复杂性、材料复杂性、层次复杂性、功能复杂性的瓶颈，具体为：（1）形状复杂性，可成形几乎任意复杂程度的形状特征；（2）材料复杂性，可实现全彩色、异质材料、功能梯度材料；（3）层次复杂性，多尺度（宏、介、微观）工艺结构；（4）功能复杂性，整体成形，简化甚至取消装配。
铸造的历史及发展前景
铸造的历史
在欧洲，古希腊和罗马时期 也出现了青铜和铁的铸造技 术。中世纪时期，欧洲的铸 造技术得到了进一步发展， 出现了如哥特式大教堂等建 筑物的复杂铸造
铸造技术的发展
铸造技术的发展
01
02
随着工业革命的到来，铸造技术得到了极 大的发展。18世纪末至19世纪初，出现了 用木材或粘土作为模具的工艺，这使得铸 造变得更加高效和可控。20世纪初，随着 机械加工和材料科学的进步，铸造技术又 得到了新的提升
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拓展应用领域
铸造技术不仅在传统机械制造领域有广泛应用，
还将拓展到新兴领域如新能源、电动汽车、航
空航天等。这些领域的发展将进一步推动铸造
技术的进步
铸造的前景
01
综上所述，铸造行 业有着广阔的发展
前景
02
随着科技的进步和市场需求的不 断变化，铸造行业将继续不断创 新和发展，满足人类对高质量、 高性能、环保和个性化的需求
现代铸造技术已经非常先进，包括数控加 工、3D打印等技术都被应用在铸造工业中。 这些技术的应用使得铸造精度更高，生产 效率更快，同时也降低了废品率和对环境
的影响
铸造的前景
铸造的前景
随着科技的进步和 市场需求的不断变 化，铸造行业的前 景非常广阔。以下 是一些主要的发展
趋势
铸造的前景
1
高精度、高强度材料
铸造的历史及发展 前景
XXXX：xxxx
XX：xxx
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1 铸造的历史 2 铸造技术的发展 3 铸造的前景
铸造的历史
铸造技术是人类最早掌握的 生产工艺之一，可以追溯到 公元前3000年的古代中国、 印度和埃及。早期人们利用 天然砂和简单的铸造技术生 产工具和器皿。在中国，商 周时期出现了青铜铸造，如 著名的司母戊大方鼎。随着 技术的发展，到了春秋战国 时期，人们开始使用铁范进 行铸造，这种技术一直沿用
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l 制壳
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二. 快速铸造
2.1、快速熔模铸造工艺流程
l 脱蜡:蒸汽脱蜡 l 焙烧 l 浇注 l 后处理
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二. 快速铸造
2.1、快速熔模铸造关键点工艺参数
烧蚀工艺－TGA曲线－确定铸型烧蚀工艺参数 –热解速度在375.71℃时达到峰值 –在553.94℃时，残留物仅为0.2066％
n 数量：9件 n 材料：316L n 时间周期：12天
传统方法：模具制作困难，
快速成型技术：CAD型直接打印；
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二. 快速铸造
2.2、快速熔模铸造案例 n司马迁历史博物馆
n 数量：1件 n 重量：49.8公斤 n 材料：锡青铜 n 时间周期：从建模到成品交付21天
传统方法：采用手工雕刻，周期长；
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二. 快速铸造
2.2、快速熔模铸造案例 n兰州水泵总厂:叶轮
n 数量：2件 n 材料：304 n 时间周期：10天
传统方法：多套模具，多次拼接，精度低、周期长；成本1.5万
快速成型技术：一次打印完成，精度高、周期短；成本0.3万
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二. 快速铸造
2.2、快速熔模铸造案例 n洛阳某研究所:诱导轮
快速成型技术：三维建模，直接打印；
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二. 快速铸造
2.2、快速熔模铸造案例
复杂的模型和铸件 (德国大众)
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材料： 塑料、砂、 金属 特点： 精度低 价格： 80－300万
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一. 快速成型技术简介
1.4、主要工艺方法
§三维印刷法：3DP—Three Dimensional Printing
材料： 塑料、陶瓷 特点： 精度低 价格： 20－50万
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一. 快速成型技术简介
1.5、应用举例
，使原型的精度更加提高。
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二. 快速铸造
2.1、快速熔模铸造工艺流程
l 树脂模熔模铸造 l 关键技术：蜂窝结构
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二. 快速铸造
2.1、快速熔模铸造工艺流程
l SL原型处理、制作
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二. 快速铸造
2.1、快速熔模铸造工艺流程
l 组树
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二. 快速铸造
压蜡模具
3D打印原型 蜡模
砂型/砂芯
精铸制壳
砂型制型
熔炼浇注
铸件
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二. 快速铸造
2、快速熔模铸造
快速成型技术与传统熔模铸造结合形成快速熔模铸
造。英文：Rapid Investment Casting， 简称RIC
。
作用：
Ø 熔模
Ø 压蜡模具
特点：
u 单件不用制作压蜡模具
u 新品试制、小批量生产成本大幅度降低、周期大大缩短
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3
一. 快速成型技术简介
1.1、快速成型技术原理及特点
l 传统加工： 切削加工（车、铣、刨、磨） ΔM＜0（材料去除） 热成型加工（铸造、锻压） ΔM＝0（等量材料）
l 快速成形： ΔM＞0（材料累加）
“自下而上”（bottom-up）制造方法
l 逐层叠加制造 l 不受零件复杂程度限制 l 数字化控制
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一. 快速成型技术简介
1.4 主要工艺方法
n光固法：SL—Stereolithography
材料： 光固化树脂 特点： 精度高 价格： 30－180万
*
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一. 快速成型技术简介
1.4 主要工艺方法
n叠层法：LOM—Laminated Object Manufacturing 材料： 纸、塑料 特点： 精度低 价格： 60－80万
快速成型技术及其应用
——3D打印技术在铸造上的应用
西安交通大学 快速制造国家工程研究中心 教育部快速成形工程中心 陕西恒通智能机器有限公司
2实0用文1档 5.09
主 要 内容
一：快速成型技术简介 二：快速铸造技术及其应用
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2
一. 快速成型技术简介
1、快速成型技术
快速成型 ( Rapid Prototyping – RP ) 技术是近年发 展起来的直接根据CAD模型快速生产样件或零件的成套 技术总称，它集成了CAD技术、数控技术、激光技术和 材料技术等现代科技成果，是先进制造技术的重要组成 部分。
*
实用
1.4 主要工艺方法
n 熔融沉积法：FDM—Fused Deposition Modeling
材料： 热塑性塑料 特点： 精度低 价格： 30－40万
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一. 快速成型技术简介
1.4、主要工艺方法
n激光选区烧结法：SLS—Selective Laser Sintering
1.3、 主要快速成型工艺
l 光固法（SL—Stereolithography） l 叠层法（LOM—Laminated Object Manufacturing） l 激光选区烧结法（SLS—Selective Laser Sintering ） l 熔融沉积法（FDM—Fused Deposition Modeling） l 掩模固化法（SGC—Solid Ground Curing） l 三维印刷法（3DP—Three Dimensional Printing）
*
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13
二. 快速铸造
1.2、快速铸造分类（按应用分类）
*
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二. 快速铸造
1.3、快速铸造分类（按铸造工艺分类）
快速铸造 QC/RC
快速熔模 铸造RIC
快速砂型 铸造RSC
快速石膏 型铸造 RPC
快速陶瓷 型铸造 RCC
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实用文档
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二. 快速铸造
1.4、快速铸造工艺流程
三维数模
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一. 快速成型技术简介
1.2、快速成形工艺过程
成型制作
STL模型 CAD模型
加工文件
*实体造型方法 *STL输出接口 *其它数据接口
*模型制作定向 *分层处理 *加支撑
数据准备处理
成型过程
CAD造型系统
快速成型系统 图1.1 快速成型技术工艺过程示意图
成型零件
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一. 快速成型技术简介
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实用文档
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二. 快速铸造
1、快速铸造简介
1.1、快速铸造定义 快速成型与传统铸造技术相结合形成铸造工艺称快速 铸造英文：Quick Casting，简称QC，也有人称为 Rapid Casting ，简 称RC
基本原理-------是利用快速成型技术直接或者间接地 打印出铸造用消失模、聚乙烯模、蜡样、模板、铸型、 型芯或型壳，然后结合传统铸造工艺，快捷地铸造金属 零件。