無論哪種快速成型方法，通常先由CAD三維實型造型軟體生成製件的三維CAD實體模型，然後將CAD實體模型轉化成快速原型製造系統所能接受的數據格式(STL文件格式)，再用切片軟體(在Z方向用一系列平行於XY平面、且有一定的間距的平面來切割實體模型)，逐層生成截面輪廓信息以便分層製造。
三維CAD實體造型是利用計算機(及有關軟體)繪圖的方法來創建製件的三維實體模型。目前，可用於三維實體造型的CAD軟體有Pro/Engineer，Unigraphics,AutoCAD［4］等。
下面以3/4″Ⅰ型支持器鑄鐵件(HT350)為例，詳細闡述SLS覆膜砂鑄型(芯)工藝設計中的有關問題。
3.1 Ⅰ型支持器鑄件的工藝設計方案
Ⅰ型支持器鑄件的三維實體模型如圖3示。其結構為一圓柱筒體與一圓錐筒體相貫。
圖3 3/4″I型支持器鑄件的三維實體模型
Fig.3 3D model of 3/4″ I type holder casting
方案2.整體燒結卧式澆注
與方案1相比，該方案降低了鑄型高度方向的尺寸，燒結時間減少。但仍會在燒結內部“芯子”時出現“燒結懸臂”，也需開設清除散砂工藝孔，故仍不是理想的燒結工藝方案。整體燒結卧式澆注鑄型(芯)的三維實體模型見圖6。
圖6 整體燒結卧式澆注鑄型(芯)的三維實體模型
Fig.6 3D model of mold(core)in whole sintering with horizontal pouring
方案3.分體燒結卧式澆注
該方案將鑄型分為上、下半型(見圖7)，為了使燒結過程中不出現“燒結懸臂”和首層燒結面積過小的情況，芯子也被分成對稱的兩半燒結成型(圖8)。芯子整體由兩個半體粘合而成。與傳統的砂型鑄造工藝相同，型(芯)腔敞開，使未燒結的散砂清除十分容易。型(芯)經再加熱固化后，塗料塗掛、檢驗、修整等工序非常便利，是較理想的工藝方案。為了克服分體燒結費時的問題，在成型機允許的情況下，可以將上下型、芯子一同進行燒結。
圖7 分體燒結卧式澆注鑄型的三維實體模型
Fig.7 3D model of mold in parted sintering with horizontal pouring
圖8 分體燒結卧式澆注中芯子的三維實體模型
Fig.8 3D model of core in parted sintering with horizontal pouring
3.2 澆注系統及散砂清除孔
(1) 澆注系統：與普通砂型鑄造的澆注系統的功能和作用一樣，都起平穩導入金屬液、擋渣排氣、利於鑄件的凝固補縮等作用。
(2) 散砂清除孔：在SLS鑄型(芯)整體燒結時，常常需要開設散砂清除孔，散砂清除孔的開設原則是：① 容易出砂;② 不能破壞鑄型的完整性;③ 最好與鑄型的澆、冒口一致。這樣既能達到清除散砂的目的，也有澆、冒口的作用。對於分體式燒結成型的型(芯)，可以不設(或減少)散砂清除孔。
3.3 鑄件余量的確定
普通鑄件的余量包括凝固收縮余量和機械加工余量。對不需機械加工的鑄件，通常放鑄件的凝固收縮余量，即：型腔的尺寸L=l+δ(式中l為鑄件的尺寸，δ為凝固收縮余量)。
方案1.整體燒結立式澆注
鑄型(芯)的三維實體模型如圖4所示，其優點是：① 採用整體設計——型、芯不分開，定位準確，零件的尺寸較精確；②立式底注式，有利於金屬液的充填、氣體的排出和鑄件的凝固補縮。該方案的缺點是：① 鑄型高度方向上的尺寸較大，燒結時間較長；② 在燒結底部橫向“芯子”時(見圖5)，會出現“燒結懸臂”，易引起“懸臂”的翹曲變形和開裂脫落等缺陷；③ 燒結完成後，需要開設清除散砂的工藝孔(工藝孔在澆注時堵塞)，增加了清理的工作量。
圖4 整體燒結立式澆注鑄型(芯)的三維實體模型
Fig.4 3D Model of mold (core) in whole sintering with vertical pouring
