分层铸造近净形直接制造技术是一种基于离散堆积成形思想的新型快速成形技术,该方法是通过在线制作分层型壳对金属液起到支撑和束缚作用,采用等离子熔积成形手段进行分层铸造,充分发挥等离子沉积成形的特点,实现近净形高性能复杂结构金属模具的直接制造。分层铸造近净形直接制造技术可以用来制造精密、复杂、薄壁有色金属件,能够克服等离子熔积成型中大倾斜角零件金属液流淌问题。本文介绍了磷酸盐粘结剂的固化机理,研究了影响型壳浆料固化时间、流动性、强度、发气量的因素和控制参数;并对基于快速成形技术的型壳制造工艺进行了深入研究,从型壳的单层沉积到多层沉积,研究了型壳表面质量的影响因素和型壳沉积制造工艺;通过对型壳试制,验证了型壳工艺的可行性。本文的主要成果有:(1)分析了型壳的性能要求,对耐火材料和粘结剂进行了优选,同时型壳浆料的搅拌工艺参数进行了研究。(2)深入研究了不同成形参数对型壳质量的影响,实验结果表明,型壳质量随固化温度升高、粘结剂密度增大而变差,随液粉比增大、耐火材料粒度增大而变好,氧化镁的加入对型壳质量有一定的改善作用,但过多的加入量则会起到反作用。最佳的参数为:粘结剂密度1.50g/cm3,液粉比0.44,耐火材料粒度325目,氧化镁加入量8%。(3)多层型壳沉积时,会出现侧壁流淌和两头的过堆积现象,当沉积宽度为10mm,厚度为3mm时,能够这种现象能够得到缓解。同时研究了上述配方浆料沉积时,悬臂度量因子为:悬壁倾斜角最大为30°,悬壁偏移量为1.7mm。