木模作为砂型铸造的核心工艺装备,主要功能是通过型腔形状控制铸件外形,制作时需在零件原尺寸基础上增加加工余量(通常1-3mm)、起模斜度(0.5°-3°)和材料收缩量(铸铁约1%)[2] [5] 。其结构设计需遵循以下原则:
木模需考虑壁间圆角连接以降低应力集中[2]
木模与芯盒配合使用,芯盒用于制作型芯以形成铸件空腔,两者需协调适配[2]
表面需涂刷防粘砂涂层[2]
2022年兰石铸锻分公司通过曲面分型成型工艺改革,优化分型面设计后使砂芯使用量减少40%,模型成本降低25%,同时铸件尺寸精度提升至CT9级。该公司采用双包合浇技术实现单重28.8吨桥梁索鞍铸件的生产,突破传统木模铸造的重量限制[3] 。
3D打印快速铸造技术自2021年起逐步替代传统木模,通过无模成型将制造成本降低30%以上、周期缩短50%[1] [4] 。峰华卓立公司研发的PCM系列装备可直接打印砂型,最大打印尺寸达2m×1m×1m,精度±0.3mm[4] [7] 。截至2024年,绿色快速铸造技术研究室已实现砂型/砂芯一体化制造,可成形任意复杂结构铸件[7] 。
木模需配合芯盒使用,后者用于制作形成铸件空腔的型芯。在智能制造领域,中船重工海声科技等企业要求木模工具备机械制图能力,并熟悉铸造工艺学以支持数字化制造体系[8] 。3D扫描技术(如HSCAN331设备)的应用使木模三维检测效率提升60%,大型工件检测精度达0.03mm/m[6] 。