浅析3D打印在铸造中的产业化应用

3D打印设备采取的是增材制造技能,等于采取材料逐渐累加的方法制造实体零件,其综合了盘算机图形处理、数字化信息掌握、激光技能、机电技巧和材料技巧等多项高技巧优势,可以用来改良产品制造环节,年夜年夜幅缩短研发和临蓐过程。在浩瀚3D打印技能之中,三维印刷技巧(简称3DP技巧)具有成形速度快,成形材料价钱低等特点,且成形过程不须要支撑,过剩粉末材料去除方便,特别适合于做内腔复杂的原型,最适于与锻造工艺相结合,实现家当化应用。

2012年引入进口高效年夜年夜型3D打印设备,开展3D打印技巧在锻造中的产业化应用研究。设备采取3DP工艺,重要用于锻造砂型的直接打印成形,传统锻造中的模具制造、造型、制芯、合型4个工序全体由3D打印一个工序代替。3DP技巧是一种以数字模型文件为基本,应用粉末状等可粘合材料,经由过程逐层打印的方法来结构三维物体的技能,是信息技巧与材料技巧、数字制造技能的融会。其事理为:第一步,铺砂器用型砂按设定的流砂量逐层铺砂并紧实;第二步,打印喷头用树脂粘结剂将砂型的截面“印刷”在铺好的每层砂层上;第三步,“印刷”完毕后,升降平台降低0.3~0.5mm,铺砂器再一次铺砂,打印喷头再一次“印刷”,如斯轮回往来来往直至打印完整个砂型。

在3DP打印技能与锻造业相结合应用的过程中,一方面,因为购入的3D打印设备是从国外进口的,其设备请求采取设备制造公司供给的型砂、树脂、固化剂等材料,且其3D打印设备和型砂均有专利掩护。在试运行阶段,采取设备原配的型砂、树脂、固化剂等材料可以打印出完美的砂型,但其成本很高,以此近况企业将是赔本发卖,不相符企业成长需求。为此,技能团队开始寻找其他可用于3DP技能的型砂、树脂、固化剂等材料,经由过程对型砂粒度、型砂硅含量等的比较分析并于国内相干临蓐厂家合作,最终研制出了可临蓐出及格砂型的国产化3D打印用锻造型砂;经由过程对树脂、固化剂的调配与实验,研发出了与国产型砂相合营的树脂、固化剂的加入量。经由过程原材料国产化,使得3D打印砂型的本钱降低了60%,为公司博得了一定的利润空间。另一方面,因为受今朝3DP打印技巧的限制,3D打印砂型常会发生分层的问题。为理解决此问题,对树脂、固化剂的配比及后期砂型烘干方法、温度进行了研究,最终克服了3D打印砂型易分层的毛病,年夜年夜年夜降低了铸件的废品率,降低了3DP技能临蓐铸件的质量成本。