铸造是中国船舶集团有限公司旗下昆船公司所属云南昆船机械制造有限公司装备制造中心热工单元完成各项科研生产任务链条上不可或缺的重要一环。成堆的铸造模具和浇铸工装、四处摆放的造型用砂及辅料制剂、混砂机隆隆作响、高温熔炼与浇铸……在人们印象中,工作环境差、劳动强度大、现场粉尘多、生产温度高、质量靠经验是铸造的鲜明特点。多年来，昆船机械公司在昆船公司支持下加大技措技改力度，持续推进铸造工艺技术迭代升级和生产工装模具革新，用智能制造把铸造“体力活”变成“技术活”，实现“经验铸模”到“数字造芯”，为昆船公司更加优质高效地履行兴装强军主责、做强做优做大主业注入新动能。
工艺技术迭代实现新变革
3D打印“造芯”技术颠覆传统工艺。铸造产品零部件需要制作模芯，传统铸造工艺制作模芯离不开木模、塑料模、金属模等模具，而“开模”和浇铸系统设计靠的是丰富实践经验。接到生产任务图纸后，从分析零部件并确定模芯数量到设计模具图纸，再到加工模具制作模芯，生产周期长、成本费用高，遇到结构复杂的产品时问题更为突出。为破解此难题，昆船机械公司引进并全面推行3D打印“造芯”技术，铸造工程技术人员利用CAD/CAE/CAM一体化平台，按照铸件尺寸、外形结构实现三维建模、虚拟仿真和自动编程，融合人工智能和数字技术匹配最佳工艺方案，结合模芯、铸件三维扫描检测技术优化模芯形状、尺寸和数量，并通过3D打印技术直接“造芯”。此举摒弃传统工艺靠模具制作模芯的生产模式，直接打印生成模芯，不但省去了“开模”成本，而且解决了模芯应力变化不均、冷却效率不良等问题，使产品平均生产周期较过去缩短15天以上，铸件合格率和质量一致性得到大幅提升。
少氧化洁净气体保护差压浇铸过硬质量。针对筒状形、薄壁异形、格栅型等零部件铸造过程中容易形成金属氧化夹渣、夹砂、气孔气泡和细小针孔等缺陷，严重影响铸件合格率的问题，昆船机械公司装备制造中心热工单元持续优化铸件工艺差异化设计，并采用先进的少氧化洁净气体保护差压浇铸技术。该技术保持金属熔液坩埚内的压力略高于铸造型腔内的压力，利用此压力驱动金属液快速填充型腔，并保持铸件在高压下结晶凝固。在差压浇铸过程中注入少氧化洁净气体，对金属液填充型腔及整个结晶凝固过程进行保护，既增强金属液的流动性，又减少金属液与氧气接触。同时，结合不同铸件结构、壁厚、内外部凸台等特点，差异化设计浇铸系统和浇铸参数，实现浇铸过程金属液稳定充型、层状填充，避免金属液出现“卷气”和“湍流”现象，把铸件缺陷形成因素降到最低，实现产品合格率显著提升。
树脂砂提升铸造精度并实现绿色环保。结合3D打印“造芯”技术和少氧化洁净气体保护差压浇铸技术，昆船机械公司装备制造中心热工单元全面采用树脂砂代替传统粘土砂进行铸造生产。树脂砂具有砂型强度高、尺寸偏差小、承受金属液冲刷力强等特点。尤其在3D打印“造芯”技术实施过程中，一层砂一层树脂交替“喷射打印”，保证模芯尺寸精度和表面粗糙度，从而有效控制铸件尺寸精度和表面粗糙度。此外，树脂砂溃散性好，铸件冷却后砂型容易破碎清理，能够显著提升生产效率；其再生回收利用率高、粉尘和废气排放少等特点，推动昆船公司铸造业朝高精度、智能化、绿色化方向升级发展。
工装模具革新提质增效
工装模具设计实现数字化智能化。昆船机械公司装备制造中心热工单元通过CAD/CAE/CAM一体化平台，按照铸件尺寸、外形结构进行三维建模、虚拟仿真和自动编程，实现工装模具设计数字化智能化，整个过程可动态优化、实时监控，使工装模具设计发生从“凭经验画”到“靠数据算”的巨大转变，不但提高了生产效率，而且提升了铸件的外形尺寸精准度。
提升工装模具的柔性化和适配性。昆船机械公司装备制造中心热工单元针对筒状形、箱体形、薄壁异形等零部件铸造需要，在工装模具轻量化、柔性化等方面下功夫。轻量化即尽量减少工装模具重量，降低设备负载和能耗，提升其移动速度，使取件、合模变得更快捷；柔性化即将工装模具拆分为标准模块（如定位模块、型腔模块、夹紧模块、冷却模块等），生产中根据铸件形状、大小实现模块化快速组合，适配不同铸件产品，减少制模换模时间。
职工自主研制工装省劳力提效率。昆船机械公司装备制造中心热工单元职工在生产实践中不断总结经验，主动发挥聪明才智，动脑筋想办法自主研制各种生产工装辅具。针对长筒状铸件冷却后取件时内腔砂型破碎清理难问题，职工们从建筑行业破墙打洞方法中获得灵感，自制旋转掏砂工装，使破砂掏砂变得轻松快捷；针对铸造升液管内残留金属清理难度大、清理时敲击产生噪音分贝高且伴随粉尘等问题，项目攻关小组经过多次尝试，自制被称为“铸管清道夫”的升液管清理装置，有效解决了问题，该装置获得云南省国防科技QC成果三等奖。破解柔性清砂装置复杂结构铸件内外部残留砂型清理难问题，液压自动脱模装置一台设备替代数个劳动力……无穷的职工智慧和源自生产实践的创造力，源源不断地汇聚成一股强大力量——改写铸造生产规则，改变人们对铸造行业的固有印象和看法。
提升队伍技能攻坚克难
发挥业务骨干的团队引领作用。铸造作业涵盖的造型、制芯、型芯烘烤、熔炼浇铸等多道工序均为多人协同、相互配合的集体作业，唯有人心齐才能保证生产任务优质高效完成。为此，昆船机械公司装备制造中心热工单元高度重视发挥各工序业务骨干的引领作用，通过“信任+授权+激励”，让他们做工艺创新与质量管理的“领航者”，做生产组织与效率提升的“操盘手”，做人才培养与能力提升的“教练员”，做风险防范与规范操作的“守护者”，做部门管理与制度运行的“推动者”，做自我迭代与适应变革的“先行者”，保证整个铸造生产流程无缝衔接、有机协同、高效运转，做到提前完成各批次产品铸造任务，为后续零部件初加工、精加工乃至装配调试赢得充裕时间。
开展岗位技能竞赛和岗位练兵。铸造既是高难度的技术活，又需要实践经验丰富的熟练工。为此，昆船机械公司装备制造中心热工单元一方面经常组织职工学习新的铸造理论知识、新的铸造工艺与技术、先进的工装模具设计与应用方法；另一方面，经常结合生产任务完成实际需要开展技能竞赛和岗位练兵。例如，开展金属快速熔炼技能竞赛，持续优化预热炉料、分批加料、精准控温等作业流程；开展熔炼设备故障应急处理技能竞赛，提升职工应急处理感应炉、电弧炉等设备的紧急停机、故障排查、安全防护、快速恢复能力；开展造型与制芯岗位练兵，提高职工的砂型/砂芯制作精度、表面粗糙度、紧实度均匀性、砂芯定位准确性；开展造型工艺创新竞赛、精准浇铸技能竞赛、铸件清理及打磨技能竞赛……这些活动持续推动职工的铸造理论水平和专业技能提升，为保证各项生产任务按时按质按量完成奠定坚实基础。
更加先进的技术、更加有效的生产保障措施、更加舒适的工作环境、更加富有成效的工作成就感体验感获得感，极大激发了昆船机械公司装备制造中心热工单元这个集体的凝聚力和战斗力。尽管近年来生产任务繁重、压力巨大，但整个团队思想稳定、行动高度协调一致，完成了一次又一次产品研制生产任务，克服了一个又一个生产中碰到的实际困难，团队2021年获评中船集团“质量信得过班组”，不久前获评2025年中船集团“质量工作先进班组”。
（赵云森/文 许杰/图）