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一、消失模基本介绍

消失模铸造，亦称实型铸造，是一种新型铸造技术。其基本原理是将与铸件尺寸、形状相似的石蜡或泡沫模型粘合组合成模型簇，然后在这些模型上刷涂耐火涂料并进行烘干。接着，这些模型被埋在干石英砂中并进行振动造型，随后在负压状态下进行金属液浇注。在浇注过程中，模型会气化，让金属液占据原来模型的位置。待金属液冷却、凝固后，即可得到铸件。

该技术之所以被称为“消失模”铸造，是因为其过程中的模型会通过气化消失，从而不会在最终的铸件中留下任何痕迹。消失模铸造相比于传统铸造方法，具有较高的精度和更低的表面粗糙度，因此在一些对铸件精度要求较高的领域，如汽车、航空航天等工业中得到了广泛应用。

消失模铸造技术的另一大优势是其灵活性高。模型可以使用石蜡或泡沫等材料制作，这使得模型的形状、大小和复杂度不受限制，能够满足各种铸件的生产需求。同时，模型可以重复使用，大大降低了生产成本。

虽然消失模铸造技术在精度、灵活性和成本效益等方面具有显著优势，但其对设备和操作技术的要求也相对较高。在实际应用中，需要精确控制浇注时间和温度，以确保金属液能够充分填充模型位置，并在模型气化后得到高质量的铸件。此外，对于模型材料的选择、耐火涂料的使用以及石英砂的干燥程度等，都需要经过精心设计和严格控制，以确保整个铸造过程的顺利进行。

总而言之，消失模铸造是一种在现代工业生产中广泛应用的高效、高精度的新型铸造技术。通过合理设计模型、精确控制铸造过程中的各项参数，可以生产出符合高精度要求的铸件，从而满足不同领域对铸件质量的严格需求。

消失模铸造又称为干砂实型负压铸造，国外称之为EPC，是目前国际上最先进的铸造工艺之一，被誉为铸造史上的一次“革命”，国内外称之为21世纪绿色铸造。

二、消失模成型机如何工作

消失模成型机有自动和手动两种，手动是靠人工操作液压阀控制，使成型机上模板、左右模板、前后模板按照模具设计时的顺序开启和闭合。将熟化后的可发性聚苯乙烯珠粒填满密闭的型腔，在较短的时间内将热蒸气通过型壁的气孔直接进入型腔中，使珠粒受热后软化膨胀。由于型腔的限制，膨胀的珠粒得以填满全部空隙，完全粘结为一整体，经过冷却定型后，再打开模具取出铸件模样。

自动消失模成型机按照手动的顺序采用PLC自动控制液压阀，完成模具的开启和闭合。

模压成型包括两个阶段，蒸气加热和冷却定型。

熟化后的预发珠粒通过蒸气进行加热，约在20s-60s的时间内，空气来不及溢出，受热膨胀后产生压力，压力的总和大于珠粒外面所加热的蒸气压力，此时聚合物软化，发泡剂汽化后泡孔内的压力大于外面的压力，珠粒又再度膨胀，并胀满珠粒间隙而结成整块，形成与模具形状相同的泡沫塑料制品，通水冷却后便可以成型聚合。

消失模铸造法按EPC工艺先制成泡塑模型，涂挂特制涂料，干燥后置于特制砂箱中，填入干砂，三维振动紧实，抽真空状态下浇铸，模型气化消失，金属置换模型，复制出与泡塑模一样的铸件，冷凝后释放真空，从松散的砂中取出铸件，进行下一个循环。

消失模铸造工艺流程

1、制作泡塑气化模具（手工、机械）；

2、泡塑气化，模具组合后烘干；

3、泡塑气化模具表面刷、喷耐火涂料后再次烘干（一定干透）；

4、将特制砂箱置于三维振实台上；

5、填入低砂（干砂）振实、刮平；

6、将烘干的泡塑气化模具放于底砂上，按工艺要求分成填砂，自动振实一定时间后刮平箱口；

7、用塑料薄膜覆盖砂箱口，放上浇口杯，接负压系统。紧实后进行钢液浇铸，泡塑气化模具消失，金属液取代其位置；

消失模铸造：绿色铸造的“变形金刚”

工艺原理与流程

消失模铸造（又称实型铸造）采用泡沫塑料制作整体模具，覆涂耐火涂层后埋入干砂振实，浇注时高温金属液使泡沫气化并取代其空间。典型流程包括：三维建模→EPS珠粒发泡成型→组合模型→浸涂耐火涂料→填砂振动→负压浇注→落砂清理。以汽车发动机缸体为例，传统工艺需20余个砂芯，而消失模一次成型复杂水道和油路，减少5道机加工序。

核心优势与短板

优点：

设计自由度革命：可制造传统铸造无法实现的负角度、内腔结构，如挖掘机液压阀体内部交叉流道；

工序简化40%：无分型面、无砂芯，农机变速箱壳体生产周期缩短至72小时；

环保优势：旧砂回收率98%，比树脂砂工艺VOCs排放降低90%；

小批量成本优势：模具费用仅为木模的1/3，适合试制阶段（如新能源汽车电池包支架）。

缺点：

表面质量波动大：铸铁件易出现皱皮缺陷（碳残留），需额外喷丸处理；

尺寸精度受限：大型铸件（>2吨）变形量达±1.5mm/米，机床床身需留3mm加工余量；

材料选择严苛：铝合金浇注温度需严格控制在720-750℃，否则泡沫分解气体导致气孔。

经济性与适用场景

单件成本比砂型铸造高15%-20%，但在200件以下小批量生产中综合成本下降30%。主要覆盖：

汽车零部件：歧管、差速器壳体（大众MQB平台零件）

重型机械：矿山机械耐磨衬板（单重8吨）

艺术铸造：青铜雕塑、建筑装饰件（曲面精度±0.3mm）

关键实施要点

泡沫控制：EPS珠粒预发泡密度需稳定在0.02-0.025g/cm3，蒸汽压力0.12MPa；

涂层管理：锆英粉涂料层厚0.5-1.2mm，透气性>80cm3/(min·cm2)；

工艺参数：铸铁浇注速度8-12kg/s，负压度-0.04~-0.06MPa；

后处理：必须配置碳氢化合物尾气燃烧装置（温度>800℃）。

结语：消失模铸造在复杂结构件和小批量领域展现独特竞争力，其“无模界”特性正在颠覆传统铸造逻辑。随着3D打印泡沫模技术的成熟（精度达±0.1mm），该工艺在航空航天精密铸件市场的渗透率有望从当前8%提升至2025年的15%，成为智能铸造时代的核心选项。

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