角逐千亿砂型3D打印铸造市场，南极熊专访广东中立鼎

导读：传统手工砂型铸造正面临着无工可用、污染环境、利润下滑等一系列紧迫问题，3D打印技术的出现让千亿砂型铸造产业找到了新的发展方向，如今砂型铸造正在从“傻大黑粗”升级为自动化、智能化的生产。这个领域也不断有新的企业介入和创新，加速转型升级的步伐。

2022年5月，南极熊专访了一家刚刚成立不到一年的砂型3D打印设备制造企业，广东中立鼎的创始人、总经理王君衡先生。

△王君衡，机电一体化专业，清华大学EMBA，机电工程师、经济师、管理咨询师，在3D打印领域，获得国家专利30多项、发表专业论文多篇、主要参与团体标准编写3篇、主导或者主要参与研发项目多个、多次获得佛山市高新技术进步奖。

成立中立鼎，角逐千亿砂型铸件市场

根据中铸协统计，“我国有26000家铸造厂，砂型铸件的市场规模约1200亿元。”通过3D打印技术可以大幅简化砂型铸件的生产流程，是砂型铸造行业发展趋势。“在‘双碳’背景下，3D打印技术将持续赋能铸造行业，预计未来五年砂型3D打印设备的需求量将超过2000台。”

△3D打印技术简化了砂型铸件的生产流程

可见，砂型铸件是一个千亿级别的大市场，对于砂型3D打印设备制造企业来讲也是一个大蛋糕。然而，据南极熊了解，目前在这个领域的3D打印设备企业并不算多，大概只有不到十家。

王君衡表示：“目前，在砂型铸造市场，3D打印方式占的比重还比较少，主要是在新产品研发领域、复杂产品制造、小批量生产领域使用，比如：航空航天、军工、发动机、内燃机、泵阀、模具行业等。要想大规模应用，还有一些急需解决的问题，比如要不断提高打印效率，不断降低打印成本。未来接受砂型3D打印的用户会越来越多，机会也会越来越大。”

      

△3D打印砂型照片

机电一体化专业出身的王君衡，从事大型机电装备技术研发及制造管理工作二十多年，专注3DP技术应用研发多年，曾经主持主导研发第四代砂型3D打印机，技术达到国内领先，部分关键技术指标达到国际先进水平。“2020年底，我从上家3DP企业离职之后，依然有不少客户、投资人、同行找到我，希望我能继续在这个领域发挥价值。于是，2021年11月我们在佛山成立了广东中立鼎智能科技有限公司，落户在广东省佛山国家高新区狮山松夏工业园，续写与砂型3D打印的情怀和故事。”

   

不到一年推出砂型3D打印机，多项技术突破

王君衡告诉南极熊：“中立鼎的几位合伙人均是技术出身，分别来自自动化、机电一体化、铸造和软件领域。创始团队已经在3DP行业深耕多年，具有丰富的3D打印技术和数字化智能化装备经验。核心骨干员工将参与持股以提高积极性，公司正在引进投资股东资源互补，原则上是财务投资，公司经营管理则由创始股东全面负责。”

由于具有良好的技术基础，因此在成立不到一年时间里，中立鼎已经研发出全新一代铸造砂型3D打印技术解决方案。王君衡表示：“中立鼎公司研发的砂型3D打印技术解决方案涵盖了从数字模型、砂型打印、砂型后处理、合箱浇铸、铸造工艺应用等全过程，全新设计的解决方案采用模块化单元设计，用户可以像搭积木一样选择方案中的不同功能的设备，以满足自身的需求，并且所有的单元模块都是按照数字化智能化要求来设计的，既方便单机运行，也方便组成和升级数字化智能化生产线。”

△全新一代砂型3D打印机图片

新一代铸造砂型3D打印机依然采用3DP技术，但有几大亮点：
1、打印速度更快，打印效率更高，全系列规格的打印机每层打印时间为11-14秒，在行业内有显著优势；
2、使用全新的墨水体系，发气量更低，铸件的毛坯质量更好；腐蚀性更小，喷头寿命经过实验测试指标提高了3倍多，使用维护成本更低；打印和浇铸的时候墨水气味更小，更环保；
3、砂型3D打印机的X轴、Y轴、铺砂轴的运动单元采用直线电机，运动精度更高，响应速度更快，使用维护更简单；
4、手机APP推送砂型3D打印机的运行参数，可实现远程运行维护，现场无人值守，停机推送报警处理信息，操作使用智能化程度更高；
5、拥有多年砂型3D打印丰富经验的专家团队精心设计，产品软件硬件自主研发，具有完全知识产权。创立至今，已有商标10余项，发明专利已受理3项、实用新型2项，还有十余项专利在申请中。

总的来讲，中立鼎研发的砂型3D打印技术解决方案涵盖了从数字模型、砂型打印、砂型后处理、合箱浇铸、铸造工艺应用等全过程，全新设计的解决方案采用模块化设计，并且核心功能指标大幅提高，效率更高，稳定性更可靠，可实现远程运行维护，现场无人值守。

计划投资1亿元，从3DP砂型到3DP陶瓷

在从事砂型3D打印之前，王君衡一直在陶瓷机械装备行业。成立中立鼎之后，他们不但要延续与砂型3D打印的故事，还要将3DP技术扩展到陶瓷领域。王君衡告诉南极熊：“中立鼎计划总投资1亿元，进行砂型及陶瓷3D打印技术的研发，目前公司规划分为两步走。

第一期投资预算3000万元，主要是研发制造砂型3D打印数字化技术解决方案，研究工业陶瓷3D打印机和卫生洁具陶瓷3D打印机。

第二期投资预算7000万元以上，主要是扩大陶瓷3D打印机在工业陶瓷领域和卫生洁具领域的应用，打造陶瓷3D打印数字化技术解决方案和柔性化生产线，以及3DP技术在其他多材料多领域的研究和应用。”

△3DP粘合剂喷射打印、铸造原理图

目前，中立鼎研发制造的砂型3D打印解决方案包括高速版和Plus版两种版本方案，两个版本方案分别还有不同的型号规格可供用户选择，高速版主要定位服务与中小型民营企业，Plus版主要定位服务与大型国企和高端用户。由于解决方案采用数字化智能化模块化设计，打印完成后可以通过输送机或者AGV搬运车将工作箱移动至集中清砂工作区，清砂区域不会影响现场环境，现场环境干净整齐更环保，即便是用户现在选用了高速版的方案，后续也能升级为数字化智能化生产线，因为打印机、砂型后处理设备采用了模块化设计。解决方案主要配置如下表：

序号	高速版	Plus版	功  能 简 述	说   明
	方 案 配 置	方 案  配 置
1	混砂机	集中供砂混砂站	将型砂按设定要求加入固化剂催化，并搅拌均匀，为打印做准备；	必须配置，二选一
2	3D打印机	3D打印机Plus	按3DP工艺原理、及设定要求逐层打印砂型；	必须配置，二选一
3	砂箱输送机	AGV搬运车	将打印完成的砂箱输送至清砂工位；	必须选配，二选一
4	砂箱切换机		将清砂完成的砂箱输送至等待工位；
5	手动清砂机	自动清砂机	将砂箱里面的砂型手工或者自动清理出来，并将散砂收集起来；	必须选配，二选一
6	旧砂循环利用机	旧砂集中再生处理站	将清砂工位收集的旧砂处理后加以回收利用；	建议用户选配
7	VOC环保处理机	VOC环保处理系统	将混砂机和3D打印主机产生的气味收集，并进行环保处理；	用户自主选配
8	淋涂机	自动涂料机	将砂型按铸造要求施涂涂料；	用户自主选配
9	烘干箱	自动干燥窑	将砂型按铸造要求干燥；	用户自主选配
10	砂型存储	砂型自动存储	砂型临时存放；	用户自主选配
11	转运工具	智能机械手	清砂、涂料、干燥、存储等工位抓取砂型的机械手。	用户自主选配

南极熊评论

面对千亿砂型铸件市场，虽然3D打印技术还未完全取代，但在新产品研发领域、复杂产品制造、小批量生产领域，以及高附加值产品领域，3D打印有效缩短研发周期，极大减少了各项费用的投入，具有极高的应用价值，其优势非常明显。而且，砂型3D打印在铸造上的应用工艺已经越来越成熟，无论国外与国内在均有非常多的成功案例，其工艺可行性不需质疑。随着技术的发展进步，现代经济发展的趋势，环境保护压力，技能工人迭代趋势等，接受砂型3D打印的用户会越来越多。

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