金属铸造已经有几千年的历史了。如果没有它,今天的世界将看起来非常不同。无论是汽车、飞机还是船舶–它们都离不开铸件。但是,即使是这样一个传统行业,也可以通过现代技术经历创新。在过去,铸件大多是由手工制作的,但现在该行业有各种创新技术可供利用。最新和最有前途的一项是:用于铸造厂的3D打印。

今天,铸造业的3D打印已经以令人印象深刻的方式证明了它是21世纪的关键技术,例如砂模和模型。在传统的金属铸造中,模型和工具是用木块铣出来的,而3D打印机只需按下一个按钮就能生产。没有几何限制,不考虑切口,从批量大小来看,成本效益很高。铸造厂的3D打印工艺使得完全按照需要和–更重要的是–按照它们的意图生产东西成为可能。

混合增材制造工艺确保了铸造业的竞争优势

优点 设计自由

复杂性

通过消除对工具或模具制造的需求,增材制造工艺将部件制造时间缩短了75%。通过铸造厂的3D打印工艺,它们可以在一个紧凑的生产步骤中被生产出来。在短短几个小时内就可以生产出砂模和砂芯或熔模铸造模型。这意味着可以节省几周的时间。

优势 成本效益高

成本效益高

复杂的几何形状和越来越多、越来越小的批量。在传统工艺由于成本密集的模具制造或转换时间而达到其经济极限的情况下,三维生产过程提供了基本的经济优势。完全以数字方式生产,无需工具,底切或拔模角度在计算中失去意义,可以以成本优化的方式进行生产。

混合装配的优势

杂交

voxeljet拥有世界上最大和最强大的3D打印系统,适用于大型部件或大批量的小部件。这使我们能够消除传统3D打印系统和工艺的现有限制。使用铸造厂标准的材料,如沙子和补充性粘合剂,通过与经典生产工艺的无缝整合,确保了最佳的铸造效果。

通过使用voxeljet的粘结剂喷射技术,我们可以为客户大大缩短模具和型芯的交付时间。此外,我们在铸造零件的尺寸和重量方面取得了新的最好成绩。

Oliver Johnson, CEOTEI

美国TEI公司依赖voxeljet混合制造技术

3D打印用于砂型铸造

在许多类型的金属铸造中,砂型铸造是最古老的一种。在传统工艺中,所需部件或工具和模具的模型是用木块铣出来的,然后在沙子中铸造。型腔使用型芯,热浆通过浇口系统和送料器灌入模具。冷却后,可得到最后的成分。这种模式和工具的生产可能需要几个星期,是铸件生产中成本最高的因素之一。

在3D打印中,模具是直接在沙床上一层一层地打印出来的,因此称为砂型铸造。使用经典的石英砂,呋喃或酚醛树脂以及无机粘合剂作为粘合剂。分层结构意味着对设计师来说没有更多限制。底部切口可以很容易地实现,几何调整,如气体管道,可以用来优化模具以达到理想的热控制。随后,3D打印的模具可以像传统模具一样处理,并整合到现有的生产线上。

对于复杂的腔体,核心结构可以通过3D打印并与传统模具相结合。各种特殊的砂子也可用于此目的,以承受高温合金的热应力。

3D打印节省了砂型铸造的成本

通过使用增材制造,原型或小批量的模具和模型的生产成本可以大大降低。

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3D打印用于熔模铸造

与砂型铸造不同,熔模铸造模型的增材制造并不涉及打印负模,而是打印正模。塑料聚甲基丙烯酸甲酯被用于其生产–一种超细的粉末,即使是最小的壁厚和细节也可以精确地再现出来。

在熔模铸造中,3D打印的模型被当作传统的蜡模来处理。首先,它们被涂上陶瓷渣并在高压锅中烧掉。陶瓷硬化后,打印出来的模型就会烧掉,不会留下任何残留物。剩下的是一个空心的陶瓷模具,可以把熔化的金属倒进去。3D打印的熔模铸造模型可与现有的工艺链无缝整合,无需昂贵的后处理,为铸造厂提供了一个具有成本效益的解决方案,适用于高度复杂的部件和快速原型设计或中小型批量生产。

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