FDM 3D打印，竟然被他们用来做精密铸造

据南极熊了解，不久前，国内三家企业联合发布了“3D打印+精密铸造”的新应用，在全球范围内向客户提供小批量、复杂结构的金属零部件制造服务。这是一场由两位3D打印的行业守夜人主导的革命性转型，预示着一次由3D打印技术带来的新的飞跃：从制作样件向制造最终零部件，从单一样件制作向小规模多批次生产、甚至大批量生产进军。
下面是一个非常燃的视频

△视频：FDM 3D打印+精密铸造（本视频展示的工艺方法已经申请全球专利，请勿侵权）

主要工艺概括：
数据从南京壹千零壹号的综合云制造平台上传，发送到1001号核心工厂中的工业级FDM（FFF）核心生产线，运用PolyMaker最新研制的PolyCast材料和PolySmooth技术，打印出工业腊件，然后送入鑫宇精工的自动化精密铸造生产线，最终得到完全符合工业标准的金属零部件。
在不远的将来，三家企业将联合推出国内最先进的无尘精密铸造车间，将新技术和传统工艺紧密地结合，为3D打印技术寻找一片新的“蓝海”。

第一步.3D打印
利用FDM3D打印机，使用PolyCast材料打印样件，PolyCast是一款新型的专门用于铸造工艺的3D打印材料，它有着极其优异的3D打印性能，即使不对打印机的底板进行加热，这款材料也不会出现翘边的现象，样件的底板和支撑都可以很容易地被剥离，而且对PolyCast材料的层间附着，进行了优化处理。这样就可以简单、高效地拆除支撑和底板，大大加快了生产的过程

第二步.表面抛光
材料打印完成后你可以对样件进行抛光处理，这里采用的是和材料配套的抛光设备PolySher，PolyCast是PolyMaker材料谱系中的第二款可以进行抛光的线材。这种通过雾化抛光来打磨表面层纹的方法，极大地简化了后处理过程，也为接下来要进行的精密铸造工序，提供了有保障的零件表面质量。

第三步.制壳
当样件的打印和抛光工序都完成以后，移步到精密铸造生产车间，开始蜡树的制作，为下一个制造流程制壳做准备，现在用于熔模铸造的壳体模具，就可以开始制作了。

首先，需要把样件浸没到浆状的液体中，铸造车间采用的是一整套全自动的制壳装置系统，它能确保样件在匀速转动的过程中，获得均匀分布的表面涂层，在对这个工件完成一系列不同粘稠程度的浆液浸润之后，工件表面将会形成第一层壳体，第一层壳体是至关重要的，在浇铸过程中它是高温金属溶液的接触面。

下一步样件会经过沾砂的工序，这是一种以细硅砂为主的混合物，沾砂可以强化模具的坚固程度，同时缩短铸造的干燥时间。样件完全干燥以后，会随着生产线往复循环，进入下一个传送带，它将再一次进行挂浆和沾砂的工序。

上述这个过程会持续重复，直到壳体的壁厚达到我们预期的效果，比方说，进行不锈钢铸造的壳体厚度需要达到30mm。整个制壳的过程将会持续2天时间，样件也会穿梭在车间的传送矩阵中，等待干燥之后再次重复。

现在模具要开始加热的过程了，当窑炉内达到900摄氏度时，就可以使样件的模种得到完全汽化。汽化后留下来的壳体，就是用来浇铸金属的模具，这也就意味着，先前采用3D打印制作的样件，会在这个过程中焚烧殆尽，这是PolyCast材料的一大工程特点，它在高温环境下的汽化程度可以完全媲美传统的失蜡铸造，PolyCast有超常的流速，不会出现壳体内的材料残留现象。模具壳体的内部得到完全净化以后，它就可以从窑炉中移走，并进行自然冷却的过程，模具会进行冲洗，以根除残留杂质的可能性，最终，我们得到了一个接触表面光滑的模具壳体。

第四步.铸造
然后，这个壳体将再次被加热，浇铸的金属是不锈钢。利用电磁感应加热设备，连续改变磁场诱发涡电流，将不锈钢融熔成为液体涡流产生的热效应，将从金属内部发起融熔的过程，这种方式没有使用直接的加热源，大幅降低了混入杂质的可能性，任何表面的浮渣和杂质都会刮去或焚尽。

当不锈钢将被加热到1612摄氏度而模具则加热到1300摄氏度的时候浇铸过程就可以开始了，把模具从窑炉中移走，抬挂到熔炉的下面，这时，操作人员将融熔的不锈钢溶液，灌入壳体模具中浇灌结束，这个件将被放置在传送机上，进行自然冷却的过程。

冷却后，不锈钢铸件就可以从模具中剥离了，这个剥离的过程将用到气动千斤顶，用千斤顶震碎外部的壳体，使铸件和模具分离，最后，不锈钢铸件的浇铸口和冒口也将被切除，形成最终的铸件产品，南京1001工厂拥有目前国内规模最大的智能化工业级FFF 3D打印集群，可以同时3D打印上百个PolyCast材料模种。

在3D打印和抛光工艺结束以后，这些模种样件将会直接送往精密铸造车间与精密铸造实现无缝对接，这意味着，我们已经实现了3D打印＋精密铸造工艺的规模化生产，这种工艺的最大制造尺寸为450x450x450mm，南京1001工厂目前正在研发超大型的3D打印设备，将蜡模制造的尺寸扩展到1米以上。

我们来感受一些铸造的应用案例，比方说，我们利用3D打印制作了涡流风扇的模种，相较于传统的失蜡法铸造，大大缩短了交货周期，采用3D打印＋精密铸造，你已经看到了传统铸造工艺里蜡模阶段被淘汰的可能性，而于对复杂的几何体零件，以及个性化制造，我们的制造方式具有更深远的意义，设计师和工程师们能够凭借这项技术，去探索和推动自由铸造形态的边界。