高溫合金鑄件是航空航天重大裝備中不可或缺的熱端部件，正向尺寸更大、結構更復雜和壁厚更薄的方向發展，對其內部冶金質量和外部尺寸精度的要求也愈加嚴苛，逐漸超出了傳統熔模精密鑄造技術的成型極限。疏松缺陷控制、薄壁完整充型、尺寸精度和表面質量控制已經成為大型復雜薄壁高溫合金鑄件制造的關鍵難題。

      《金屬學報》發表的《高溫合金超限構件精密鑄造技術及發展趨勢》一文系統綜述了國內外高溫合金鑄造工藝設計、模殼制備、全流程尺寸精度和調壓成型技術的研究現狀，并對基于大數據的鑄造智能化發展趨勢進行了分析與展望，指出了包括3D打印+精鑄在內的技術在該領域的應用發展趨勢。

 圖片精選

使用數字光處理技術制備的陶瓷型殼及澆注的鑄件

Ceramic shell prepared by digital light processing (DLP) technology and its casting

(a) as-printed green shell (b) sintered shell (c) impeller casting

 發展趨勢

隨著航空航天飛行器設計水平的跨越式提升，鑄件的結構設計出現了重大變化，其尺寸、壁厚和結構復雜程度均超出了傳統精密鑄造技術的極限，表現為外輪廓超過1000mm，大面積壁厚小于1.5mm(甚至1.0 mm)，大面積空心薄壁曲面結構與變截面系數陡增成為常態。此外，對鑄件冶金質量和尺寸精度也提出了苛刻要求，主承力部位無宏觀疏松，整體尺寸精度由CT7提升到CT5，表面粗糙度從3μm降低到2μm。以上2方面原因促使以“無疏松、高精密、1mm”為特征的大型復雜薄壁高溫合金超限精密鑄造技術成為世界級難題，成為各國競相發展的關鍵核心技術。如何解決三大難題實現超限鑄件精密成型是關鍵。

基于多源信息融合大數據與人工智能的智能鑄造理論與技術，構建大型復雜薄壁鑄件凝固與鑄造過程的多物理場數字孿生體，實現傳統經驗的設計鑄造向大數據驅動的智能設計鑄造模式的轉變，有望解決經典凝固理論無法找到多元合金凝固過程的量化方法，鑄造過程多物理場融合的不確定性，稀疏的數據不足以支撐工藝參數最優化決策等問題，推進鑄造工藝設計由人腦向電腦轉變，實現鑄件冶金缺陷與全流程尺寸精度穩定控制。

隨著集成計算材料工程和增材制造技術的發展，開發匹配大型超薄壁高溫合金鑄件復雜充型凝固過程局部熱場可調控的陶瓷模殼材料及其制備技術，摒棄傳統精鑄中模具設計、蠟模壓制組裝工序，采用增材制造技術直接制備具有復雜隨形流道與超薄型腔的陶瓷型殼，突破超薄壁復雜高溫合金鑄件的高質量調壓鑄造成型技術，結合大型智能化調壓精鑄裝備研制，制備出傳統重力鑄造無法獲得的大尺寸復雜超薄壁高溫合金鑄件，為鑄件輕量化與功能優先設計提供保障，并形成基于“3D打印型殼+智能調壓精鑄”的超薄壁高溫合金鑄件制備技術體系，最大限度發揮高溫合金材料應用潛力，有望大幅提高航空航天重大裝備的綜合性能。

論文引用信息：

孫寶德, 王俊, 康茂東, 汪東紅, 董安平, 王飛, 高海燕, 王國祥, 杜大帆. 高溫合金超限構件精密鑄造技術及發展趨勢[J]. 金屬學報, 2022, 58(4): 412-427.

Baode SUN, Jun WANG, Maodong KANG, Donghong WANG, Anping DONG, Fei WANG, Haiyan GAO, Guoxiang WANG, Dafan DU. Investment Casting Technology and Development Trend of Superalloy Ultra Limit Components[J]. Acta Metall Sin, 2022, 58(4): 412-427.

DOI: 10.11900/0412.1961.2021.00569

(責任編輯：admin)

• 浙大楊華勇院士團隊：生物
• 營收32.29億元，3D打印粉
• 2025年又有5所高校開設3D
• 珠海這個廁所，竟是3D打印
• 從大阪到戛納：一雙中國3D
• 央視報道今奇玩具！3D打印

• ·浙大楊華勇院士團隊：生物軟材料的順序
• ·營收32.29億元，3D打印粉末材料銷量271
• ·2025年又有5所高校開設3D打印本科專業
• ·珠海這個廁所，竟是3D打印！
• ·從大阪到戛納：一雙中國3D打印鞋憑何走
• ·央視報道今奇玩具！3D打印農場美國訂單
• ·殘疾人增材制造設備操作員(3D打印)系列
• ·2024年營收超8億元，MIM大廠統聯精密正