導(dǎo)讀：為了提高燃?xì)廨啓C(jī)的工作溫度和發(fā)動(dòng)機(jī)效率，航空航天和電力工業(yè)領(lǐng)域不斷設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)內(nèi)部冷卻通道更加復(fù)雜的燃?xì)廨啓C(jī)的渦輪葉片。

為了在鑄造金屬渦輪葉片時(shí)可以形成高復(fù)雜的內(nèi)部冷卻通道結(jié)構(gòu)，使用陶瓷鑄造型芯是非常必要的。鑄造葉片冷卻后，葉片從模具中取出，同時(shí)內(nèi)部的陶瓷型芯需要溶解掉。

目前設(shè)計(jì)的陶瓷鑄造型芯越來(lái)越復(fù)雜，而通過(guò)傳統(tǒng)的注射成型方式無(wú)法實(shí)現(xiàn) 如此高復(fù)雜結(jié)構(gòu)的陶瓷型芯。Lithoz 公司的 LCM 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)工藝無(wú)法實(shí)現(xiàn)的高復(fù)雜結(jié)構(gòu)陶瓷產(chǎn)品的生產(chǎn)。因此，LCM 技術(shù)給航空航天和電力工業(yè)中的高復(fù)雜結(jié)構(gòu)的陶瓷葉片型芯提供完美的解決方案，滿足他們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的設(shè)計(jì)需求。

而且，LCM 技術(shù)可以快速、低成本的實(shí)現(xiàn)小批量系列的原型產(chǎn)品的生產(chǎn)。由于該技術(shù)無(wú)需模具，因此大大縮短了研發(fā)-市場(chǎng)階段的周期。

與傳統(tǒng)的注射成型制造葉片型芯技術(shù)相比，3D 打印技術(shù)是一種無(wú)需模具的生產(chǎn)制造技術(shù)。因此 3D 打印技術(shù)可以繞過(guò)傳統(tǒng)工藝必須的、昂貴而又復(fù)雜的模具制造部分。

3D 打印葉片型芯的材料

LithaCore 450 是一款由奧地利Lithoz 公司自主研發(fā)的一種用于3D 打印生產(chǎn)陶瓷葉片型芯的硅基材料。典型的應(yīng)用有：用來(lái)生產(chǎn)單晶鎳基合金的渦輪葉片的鑄造型芯；定向凝固鑄造型芯；等軸鑄造型芯。LithaCore 450 是一種可以 3D 打印制備高精度、高細(xì)節(jié)陶瓷葉片型芯的材料。燒結(jié)后的葉片型芯產(chǎn)品具有非常低的熱膨脹率、較高的孔隙率、優(yōu)異的表面質(zhì)量和優(yōu)良的洗濾性等優(yōu)點(diǎn)。另外，Lithoz 可以為客戶開(kāi)發(fā)定制化的材料，滿足客戶廣泛的合金鑄造需求。 

使用 Lithoz 的CeraFab 8500 設(shè)備,LithaCore 450 材料生產(chǎn)的葉片鑄造型芯

Lithoz 公司 3D 打印葉片鑄造型芯關(guān)鍵性能

通過(guò) LCM 技術(shù)可以生產(chǎn)出高精度、高復(fù)雜結(jié)構(gòu)的陶瓷葉片型芯。且具有以下特性：

（1） 優(yōu)良的尺寸重復(fù)性和公差
（2） 最大尺寸可達(dá) 300mm
（3） 表面光潔度 Ra <3 μm ，保證合金鑄件內(nèi)部通道的表面質(zhì)量
（4） 高復(fù)雜結(jié)構(gòu)，如機(jī)翼最薄處可達(dá) 200 μm

模型尺寸與打印產(chǎn)品公差研究

LithaCore450 陶瓷葉片型芯是使用 Lithoz 公司的 CeraFab 8500 設(shè)備生產(chǎn)的。對(duì)鑄造型芯進(jìn)行尺寸檢查的結(jié)果（下圖）顯示，其與 CAD 模型的最大偏差為 0.1mm，符合鑄造型芯應(yīng)用的尺寸要求（通常是 0.3 毫米）。

 

 

帶有支撐結(jié)構(gòu)的打印模型與其 STL 文件尺寸對(duì)比

另外，不同生產(chǎn)周期下生產(chǎn)的兩個(gè)陶瓷性能模型的尺寸對(duì)比（一個(gè)帶有支撐結(jié)構(gòu)，一個(gè)沒(méi)有支撐結(jié)構(gòu)）。結(jié)果如下圖，表明不同批次打印的產(chǎn)品具有+/- 0.05mm 的重復(fù)性誤差。 

不同批次，帶有支撐結(jié)構(gòu)和不帶有支撐結(jié)構(gòu)鑄造型芯的尺寸誤差對(duì)比