基于3D打印快速鑄造解決方案
鑄造是工業(yè)基礎產(chǎn)業(yè),有著不可代替的地位。目前我國的鑄造企業(yè)約2.6萬家,鑄件年產(chǎn)量約占全球總產(chǎn)量的一半。在眾多鑄造方法中,砂型鑄造是最常見的生產(chǎn)方式,通過砂型鑄造的生產(chǎn)的產(chǎn)品占鑄件總量90%以上。但在傳統(tǒng)砂型鑄造方式中,存在以下問題:
A●勞動強度大、勞動環(huán)境惡劣,用人荒、招工難、留人難等現(xiàn)象普遍出現(xiàn);
B●制模成本高、周期長,難以滿足多品種、小批量的生產(chǎn)需求;
C●制造幾何形狀復雜的模具時,致密度和精度低,增加后續(xù)的加工難度;
增材制造技術(3D 打印)打破傳統(tǒng)制備工藝的束縛,借助計算機輔助設計,以數(shù)字模型為基礎,利用離散/堆積原理 將零件三維模型分割成多個二維截面,通過疊加的方式將截面堆積成三維實體。目前,這一技術應用在砂型鑄造領域,恰好迎合了行業(yè)需求:
A●代替手工操作的環(huán)節(jié),所有成型過程全部在相對封閉的箱體內(nèi)進行,打印過程不會出現(xiàn)揚塵的現(xiàn)象,大幅度改善勞動環(huán)境,減少重體力勞動;
B●省略制作模具的環(huán)節(jié),不但節(jié)約生產(chǎn)成本,還提升了產(chǎn)品試制的速度與靈活性;
C●提高產(chǎn)品尺寸精度,增強砂型尺寸的控制能力,減少企業(yè)對高技術工人的依賴,增強產(chǎn)品品質(zhì),不僅降低了后續(xù)因尺寸問題導致的產(chǎn)品報廢率,也提升了后續(xù)鑄件產(chǎn)品加工的效率;
隨著航空、航天、船舶、新能源汽車等領域不斷向高性能、高可靠性、低成本方向發(fā)展,越來越多的零件部件趨向于高強度、輕量化、復雜化,從而推動了增材制造技術在諸多領域的應用。
共享智能裝備有限公司依托共享集團五十余年的鑄造經(jīng)驗,2012年開始聚焦鑄造3D打印產(chǎn)業(yè)化應用研究,截至目前已自主研制出十余款鑄造砂型3D打印設備,并在全國建立5座鑄造3D打印智能示范工廠。產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)十年以來,服務客戶涉及軍工、航空航天、發(fā)動機、機器人、壓縮機等領域。
下面一起了解一下共享服務過的各行業(yè)典型應用案例。
1 發(fā)動機飛輪殼
產(chǎn)品重量:50-100kg
產(chǎn)品難度:主體結構為大平面薄壁 (7mm),局部厚大,容易出現(xiàn)氣泡、冷隔等缺陷
解決措施:采用傾斜澆注工藝,大平面多點排氣,保證充型良好
3D打印交付周期:15天
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2 螺桿式壓縮機殼體
產(chǎn)品重量:約1噸
產(chǎn)品難度:內(nèi)腔結構復雜;局部結構厚大,易縮松;加工鉆孔部位多
解決措施:孤立厚大部位,并使用強效激冷措施;采用特殊熔煉工藝(CE4.4 ~ 4.5, △ T≤3),實現(xiàn)同時凝固
開模成本:木模70萬元
開模周期:50天
3D打印交付周期:25天
3 多路閥
產(chǎn)品重量:15-400kg
產(chǎn)品難度:內(nèi)部流道尺寸精度要求高,且不能出現(xiàn)披縫等缺陷;本體取樣(靠近心部)測金相,要求球化率≥90%,石墨球數(shù)≥100
解決措施:流道芯做成整芯,保證尺寸精度并避免了組芯披縫等缺陷;使用長效孕育劑和專用球化劑,實現(xiàn)金相要求
開模成本:金屬模50萬元
開模周期:90天
3D打印交付周期:15天
4 內(nèi)燃機
產(chǎn)品重量:30-2000kg
產(chǎn)品難度:產(chǎn)品結構尤為復雜,不允許任何形式焊補,開模具成本高且難度大,砂芯尺寸大
解決措施:采用3D打印形式整體造型,雙層管、機體內(nèi)腔芯、復雜內(nèi)腔結構等問題迎刃而解。最復雜產(chǎn)品僅需分成5塊砂芯
成本節(jié)約:模具成本的20%-60%
開模周期:3-6個月
3D打印交付周期:首件25-30天交付
5 鋁合金鑄造
產(chǎn)品重量:2-60kg
產(chǎn)品難度:內(nèi)部流道尺寸精度要求高,且不能出現(xiàn)披縫等缺陷;結構復雜,模具成型困難
解決措施:化繁為簡,多塊芯子連接一體,減少組芯,保證尺寸精度并避免了組芯披縫等缺陷
成本節(jié)約:模具成本的20%-60%
開模周期:20-90天
3D打印交付周期:15-25天交付
3D打印技術與傳統(tǒng)行業(yè)的融合已經(jīng)成為必然趨勢。在砂型鑄造領域,3D打印技術也已經(jīng)為迅速化、綠色化、多功能化、大型復雜、高要求零部件的研制生產(chǎn)開辟了新的途徑。共享將持續(xù)專注推進鑄造3D打印技術產(chǎn)業(yè)化應用,助推鑄造行業(yè)轉(zhuǎn)型升級。