为何铸造歧管会变形：收缩、约束与截面
铸造歧管变形源于1.5–2.5%收缩、法兰约束与截面变化。钢在凝固时收缩；薄壁比厚法兰更早凝固。落砂后残余应力把零件压弯；平面度目标0.05 mm，验收带0.05–0.10 mm。两值均在850–950 °C去应力后测量（ISO 8062-3）。
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这个机理不是某一种工艺的缺陷。铸造与粉末床熔融（PBF）面对同一个三角。变化的只是控制杆；下面的控制杆按两条路线成对列出。一条路线上变形的零件，在另一条路线上往往出现同一个失效模式。
为什么铸造歧管会变形：从哪里开始？
变形从第一个截面凝固时开始。歧管有六根弯管和一个法兰，因此分阶段凝固，而不是整块凝固。薄管壁比法兰凸台散热更快。它在法兰仍为液体、还能补缩时就变硬了。
从这一刻起，两个区域的收缩时间不同。已变硬的弯管抵抗法兰的收缩。应力在交界处累积。落砂后零件仍然热而弱，应力把它压弯，而不是拉裂。
弯曲方向跟随最后凝固的截面。若法兰最后凝固，它把弯管拉向法兰面。若弯管最后凝固，它们把法兰拉成马鞍形。两种情况下，可见误差都出现在法兰面上。
这个面也正是后续要加工的面。第二个起点是浇注系统。单侧一个内浇口只能从一侧补缩。被补缩的一侧保持高温更久，收缩更晚。
未补缩的一端先凝固并保持形状。差异表现为扭曲，而不是弯曲。凝固顺序在型壳上看得见。
先凝固的弯管表面发亮、平整。落砂时旁边的法兰仍呈较暗、较热的颜色。这个差别就是被看见的温度梯度。
约束为什么会出现？
约束来自三处：铸型或型壳、浇注系统、零件几何。陶瓷型壳在脱蜡时抓住模样表面。在金属凝固时保持型壳几何。弯管交界处过强的型壳，作用就像夹具。
浇注系统通过补缩增加约束。保持液态的内浇口向正在收缩的截面补金属，局部降低应力。同一个内浇口又把零件固定在一点，自由端因此移动。两个效应都真实存在，可能相互抵消，也可能叠加。
几何提供最强的约束。法兰是闭口环，截面惯性矩大，抵抗弯曲。弯管是开口管，惯性矩小。两者相连时，法兰决定形状，弯管承担应变。
工装与搬运是最后一部分。热态校直的零件比无支撑冷却的零件保留更少应力。未冷却就堆叠的零件可能定型，看起来像变形，实际是搬运损伤。
型壳厚度会以容易忽略的方式增加约束。弯管交界处8–10 mm的型壳足以在法兰移动时固定弯管。应力集中到交界处，而不是分散开。
截面变化如何决定梯度？
截面变化决定温度梯度，梯度决定应力。同一零件上1 mm的壁与12 mm的法兰凸台冷却速度不同。厚截面蓄热、凝固晚；薄截面凝固早。梯度随厚度比变化，而不随绝对尺寸变化。
把歧管所有壁厚加倍，凝固时间大约加倍。比例不变，变形形态也相近。只把1 mm壁改成2 mm而法兰仍为12 mm，比例改变，形态也改变。
内浇口位置决定哪一端被补缩。补缩厚法兰会让它保持液态更久，差异增大。补缩薄壁会减小差异，但法兰处有冷隔风险。
内浇口自身的凝固时间也是梯度的一部分。厚重内浇口保持液态，向相邻截面补缩。该截面比零件另一侧的同一截面冷却更晚。
筋与凸台是局部截面变化。2 mm壁上的6 mm凸台同时是热点和约束。它凝固晚并固定住壁，壁便绕着它卷曲。
什么控制杆能改变机理？
两条路线上的变形机理相同。控制杆作用于三角的一条边。下表按路线成对比较。同时改变两条边的控制杆，比只改变一条边更有价值。
控制杆 | 铸造路线 | 增材路线 |
|---|---|---|
收缩补偿 | 模样放大1.5–2.5% | 模型按熔化和冷却放大 |
约束 | 浇注系统与型壳强度 | 取向与支撑布置 |
截面梯度 | 壁厚与凸台厚度 | 建造方向与截面变化 |
去应力 | 加工前850–950 °C | 分离前去应力 |
验证 | 三坐标测平面度0.05–0.10 mm | 三坐标测平面度0.05–0.10 mm |
去应力不改变三条边中的任何一条，但它在加工前消除残余应力，所以两条路线都用到它。收缩补偿是最便宜、也最容易设错的控制杆。只有零件能自由收缩时，把模样放大1.8%才正确。受约束的法兰不会按同样的量收缩。
所以首件要测量，不能假定。浇注系统与取向是改变约束的控制杆。对称的浇口布置让零件有机会均匀收缩。把法兰放在最后凝固的建造方向，刚性环就不会锁住薄壁。
什么情况下这个机理不适用？
该机理假设零件薄壁且受约束。厚实、紧凑、长厚比小的零件蓄积的梯度更少，变形也更小。能在各个方向自由收缩的零件，通过收缩而不是弯曲释放应力。它还假设合金处于正常收缩范围。
改用低收缩合金或改变凝固路径会移动数值，但三角仍然成立。该机理不能解释加工后才出现的变形。加工前平、加工后弯的零件，说明的是加工应力或工装误差，不是铸造收缩。检验顺序比变形量更重要。
实际验证是加工前后各测一次。加工前测平、加工后再测，一步就能把铸造变形与加工位移分开。最后，机理不设定验收限值。将被端面加工的法兰上0.08 mm的弯曲，是余量问题，不是拒收。
放行决定属于图纸与加工余量。不属于机理。对于加工后必须保持0.05–0.10 mm平面度的歧管。
实用路线是在首次浇注前固定梯度与浇注系统。然后在三坐标测量机（CMM）上测量首件。如果同一零件转到打印路线。
测量方案保持不变。失效模式不会随工艺改变。请您把图纸、壁厚图和平面度要求发给Neway。
团队会确认零件应当铸造还是打印。或在工序之间去应力。这次评审把变形风险变成受控方案，也避免首件出现意外。
