2025-07-26

一、背景概述

铸造是装备制造业的基础，已有约6000 年的发展历史。我国是名副其实的“铸造大国”，但大而不强，如 轨道交通、机床工具、大型内燃机、发电设备、船舶、压缩机等行业所需铸件主要为多品种、小批量、以手动  操作为主的生产模式，约占铸件总需求的 60% ，且这部分铸件的生产主要采用化学自硬砂等工艺，生产环境差、 劳动强度大、效率低、铸件质量不高、环境污染文等，亟待转型升级。

二、解决方案

针对传统铸造业亟待转型的需求，提出了“铸造转型升级之路= 铸造 3D 打印、机器人等创新技术+ 绿色 智能工厂”，通过 3D 打印、机器人等“点 ”上的关键共性技术创新，实现铸造智能生产单元“线 ”上集成，形 成铸造数字化车间/ 智能工厂“面 ”上示范，推动铸造行业在“体 ”上的转型升级。

2012 年开始，聚焦 3D 打印技术在铸造业的产业化应用，提出“数字化（智能化）引领，创新驱动，绿色 制造，效率倍增 ”的转型升级方针，建立“铸造 3D 打印及铸造智能工厂产业 ”创新团队，攻克了铸造 3D 打 印工艺、材料、设备、软件、关键零部件及集成等技术难题，成功研制出成型尺寸 150mm×100mm×100mm 至2600mm×2000mm×1000mm等 10 款工业级铸造砂型3D 打印设备。

此外，还研发出了铸造 3D 打印用粘结剂等液料，摆脱了铸造 3D 打印材料依赖进口、成本高昂等受制于人的局面，材料成本相比进口下降2/3 ，实现 了国产化替代。搭建远程运维平台，解决3D 打印等智能设备智能单元、智能工厂的物联及运行状态、维保等 生命周期数据管理；通过预警模型、诊断模型、自学习知识库等应用，构建行业设备大数据平台，提供远程设 备维护方案、远程智能工厂运营方案。

三、应用推广成效

铸造砂型3D 打印技术彻底改变了以手工劳动为主的传统砂型铸造生产模式，生产周期大幅缩短，生产效 率及铸件成品率大幅提高，铸件周期流程如图4.1 所示，铸造现场环境显著改善，工人劳动强度大幅降低，推 动了传统铸造行业向绿色化、智能化转型。该成果给传统铸造业带来的颠覆性变革具体如下。 

① 缩短铸造生产流程。铸件工艺直接从三维图形数据制造出复杂结构的砂型，替代了传统使用模具、制 型、造型、合箱的手工造型方法，生产周期缩短 50% ，生产效率提高2 ～ 3 倍。

② 提高铸件质量。铸造砂型 3D 打印技术打印精度高，砂型可快速一体成形，使铸件生产由复杂变简 单，成品率提高20% ～ 30% ，铸件无披缝，尺寸误差从原来的 1mm 降到 0.5mm。

*内容来源：《中国增材制造产业年鉴（2024）》