汽车发动机铸件在使用传统开模具方式进行新产品试制开发阶段,存在试制周期长、模具费用高、柔性差等缺点。近些年随着3D打印等无模制造技术快速发展,多种3D打印工艺技术和数字化无模铸型数控加工技术都可以不用模具而直接制造出铸造所需的砂模、蜡模等,并且工艺越来越成熟。通过使用3D打印或数字化无模铸型数控加工制造砂模或蜡模等方法,节约了大量模具设计和模具制造的时间,使铸件新产品的开发试制周期大大缩短,而且节省了大量模具费用。此工艺在铸件新产品开发试制中具有广阔的应用前景。本文的目的,对数字化无模铸型数控加工技术和3D打印技术在汽车铸件开发中的应用进行研究分析。针对本公司在汽车发动机零件快速试制开发方面的需求,结合本公司产品及工艺装备,对快速砂型铸造工艺和快速精密铸造工艺进行研究,应用于汽车发动机缸体缸盖等复杂铸件及链条室罩盖、机油盘等薄壁壳体铸件的快速试制开发中。本文对激光选区烧结覆膜砂工艺进行了研究,分析了激光功率、预热温度和扫描速度对烧结砂型件初始强度的影响,获得最优的激光烧结覆膜砂工艺。对激光选区烧结PS粉末工艺进行了研究,分析了激光功率和扫描速度对烧结深度的影响,并结合分析结果对不同工艺参数组合对PS试样的尺寸精度影响进行对比分析,获得了最优的加工工艺。对激光选区烧结、数字化无模铸型数控加工、3D喷墨打印3种工艺制造的砂型性能等方面进行检测及对比分析,总结出3种工艺砂型的特点及优劣势。对发动机铝合金缸盖、铝合金链条室罩盖、铸铁缸体分别进行快速铸造工艺分析及设计优化,并利用快速砂型铸造和快速精密铸造工艺完成3种铸件的浇注,获得合格样件。