将多个单独蜡模(如小型零件)通过蜡制浇注系统(浇口杯、横浇道、内浇道)组合成“蜡树”(Wax Tree),一次型壳制作可生产数十甚至上百个铸件。
案例:某航空紧固件通过组蜡将单次浇注量从1件提升至50件,效率提高30倍。
科学设计浇注系统(如阶梯式、树枝状布局),确保金属液平稳充型,避免湍流、冷隔或气孔。
关键参数:内浇道截面积需≥零件最薄壁厚的2倍,防止浇不足。
通过蜡树布局引导金属从远端向浇口方向顺序凝固,配合冒口补缩,减少缩松(如涡轮叶片榫头部位需定向凝固)。
统一蜡模的组装角度和间距(通常≥5mm),避免型壳烧结时相互粘连,确保铸件尺寸稳定性。
蜡模准备
检查单个蜡模:无变形、表面光洁(Ra≤1.6μm),关键尺寸公差±0.1mm以内。
浇注系统制作
材料:使用与蜡模相同的低温蜡或中温蜡(收缩率匹配)。
结构:
浇口杯:直径通常为零件**尺寸的1.5倍(如φ30mm零件需φ45mm浇口杯)。
横浇道:截面呈梯形,减少金属液流动阻力。
内浇道:长度≤20mm,避免热量散失过快。
焊接组装
工具:专用蜡焊笔(温度70~90℃),避免过热导致蜡模熔化变形。
定位技巧:
薄壁件(如叶片)采用“多点支撑”焊接,防止振动断裂。
对称零件需用夹具固定,保证角度偏差≤1°。
质量检验
目检:无虚焊、裂纹或气泡。
三坐标测量:关键装配尺寸公差±0.2mm(如浇道同心度)。
参数 | 标准要求 | 偏离后果 |
---|---|---|
蜡模间距 | ≥5mm(硅溶胶型壳) | 型壳烧结粘连,铸件表面缺损 |
浇注系统倾斜角 | 15°~30°(重力浇注) | 金属液充型不完整 |
焊接温度 | 75±5℃ | 温度过高→蜡模塌陷;过低→虚焊 |
蜡树高度 | ≤500mm(常规炉膛限制) | 型壳焙烧时底部承重不足开裂 |
原因:焊接温度不足或压力不够。
解决:改用脉冲式蜡焊机(压力可调至0.2~0.4MPa)。
原因:内浇道截面积过小或布局不合理。
解决:仿真模拟优化浇道(如从“单点注入”改为“多点对称注入”)。
原因:蜡树重心偏移或支撑不足。
解决:增加辅助蜡撑(直径φ3mm蜡条,间距100mm)。
机器人自动组树
机械臂配合视觉定位,焊接精度可达±0.05mm(人工操作±0.2mm),适合大批量生产。
3D打印一体化蜡树
直接打印带浇注系统的蜡模组合体,消除焊接误差,尤其适合拓扑优化复杂结构(如航空发动机机匣)。
行业 | 组蜡核心要求 | 典型案例 |
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航空航天 | 高纯度蜡料,浇道需防湍流设计 | 涡轮叶片蜡树(定向凝固) |
医疗植入体 | 无残留蜡屑,避免生物污染 | 髋关节假体(多腔模组树) |
汽车零部件 | 快速组装,成本优先 | 增压器叶轮(机械化组树) |
组蜡是精密铸造中连接设计与成品的枢纽环节,其质量直接决定铸件良率。未来趋势是:
智能化:AI算法自动优化浇注系统布局;
绿色化:可回收蜡料减少废弃物。
如需针对特定零件(如薄壁叶轮)的组蜡方案,可提供三维模型进一步分析!