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分析3D打印在铸造行业的应用

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供稿:中国工控网 2017/1/5 16:25:32
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3D打印在铸造行业中的优势是与订单数量密切相关的。由下述图表可见,当订单数量超过9件以,3D用于铸造报价没有优势,但是交期优势非常明显,同时,对于有严格交期的企业来说,仍可以接受(比如说在比传统交期明显缩短的前提下,现在3D打印铸件的利润率可以达到平均的300%,主要总报价不超过传统报价,适当的降低利润率报价对于双方都是可以接受的)。当铸件订单数量在38件时,3D打印用于铸造的周期优势也将消失,此时几乎不会有企业选择用3D打印生产铸件。

表1. 报价参考

图1 3D打印与传统报价对比

图2 3D打印与传统交期对比

因此,3D打印用于铸造的优势以及我们可以寻找的客户如下:

3D打印在小批量生产时具有非常明显的速度优势,对于研发某类项目验证有非常明显的优势,如汽车,航天,航空,军工,火车,摩托车,船舶,机械装备,水泵,陶瓷行业等。

对于多种传统铸造难于生产的产品,如0.5mm的涡轮叶片,各种内冷油道,各种结构复杂铸件,也只能通过3D打印生产,此类客户遍布各个领域。

对于艺术件,各类用于批量生产的模具等,也能够广泛应用。

3D打印用于铸造的材料及要求

1、3D打印改善传统的砂型铸造、金属模具铸造

如图3砂型铸造所示,得到一些简单的零件图纸,模具设计时,分成型模和型芯盒两套模具,把模型包在砂型里,取出模型,就成了空心砂型;用型芯盒模具,制作型芯;型芯与铸型组合在一起,钻个浇口,浇注,去砂就成了带浇口铸件。金属模具铸造,可以理解为,铸型和型芯是金属制成(而非砂型制成),可以多次利用。

图3 砂型铸造

3D打印在砂型的应用就是,把铸型和型芯用3D打印机打出来,减少做模具的费用减少做模具的时间。现在已经普遍使用的3D打印砂型的设备,有微滴喷射技术,激光烧结技术等等。

微滴喷射原理

激光烧结原理

2、熔模铸造、消失模铸造

如图4工艺流程图所示:得到铸件图纸,制造模具,用模具压制与铸件同样的蜡型,把蜡型的蜡流道组成“树”把“树”包一层壳,最后把蜡加热融化,就成了模型,通过浇铸,最终成型。3D打印在熔模铸造中的应用就是,直接打出蜡模(或者是可以替代蜡模的材料,材料性能必须是可燃净、可气化、可在特定环境内融化,膨胀性低,表面光洁度高、有一定强度)减少制作压蜡模具的费用及时间。

一般熔蜡铸造用的材料包括:光敏树脂材料(精度高,燃烧充分一般用于铸造小型珠宝,牙冠,或镍基高温叶片),打印铸造用PS粉(融化后气化),打印铸造用PLA等。

图4 工艺流程图

3D打印用于铸造现状

3D打印应用于铸造行业,归根结底,3D打印只是辅助铸造完成几乎所有高难度结构复杂铸件,缩短小批量铸件的生产周期级费用,但由于进口设备的价格较高,铸造行业零散化生产的模式,因此起步较晚,随着国家供给侧改革的力度不断加大与深入,淘汰落后产能及高能耗高污染等行业的趋势,3D打印用于铸造的应用必将越来越广泛。

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新闻来源: 互联网/OFweek

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