基于3D打印快速铸造解决方案

3D打印动态
2022
07/22
11:08
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来源:增材云
铸造是工业基础产业,有着不可代替的地位。目前我国的铸造企业约2.6万家,铸件年产量约占全球总产量的一半。在众多铸造方法中,砂型铸造是最常见的生产方式,通过砂型铸造的生产的产品占铸件总量90%以上。但在传统砂型铸造方式中,存在以下问题:

A●劳动强度大、劳动环境恶劣,用人荒、招工难、留人难等现象普遍出现;

B●制模成本高、周期长,难以满足多品种、小批量的生产需求;

C●制造几何形状复杂的模具时,致密度和精度低,增加后续的加工难度;

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增材制造技术(3D 打印)打破传统制备工艺的束缚,借助计算机辅助设计,以数字模型为基础,利用离散/堆积原理 将零件三维模型分割成多个二维截面,通过叠加的方式将截面堆积成三维实体。目前,这一技术应用在砂型铸造领域,恰好迎合了行业需求:

A●代替手工操作的环节,所有成型过程全部在相对封闭的箱体内进行,打印过程不会出现扬尘的现象,大幅度改善劳动环境,减少重体力劳动;

B●省略制作模具的环节,不但节约生产成本,还提升了产品试制的速度与灵活性;

C●提高产品尺寸精度,增强砂型尺寸的控制能力,减少企业对高技术工人的依赖,增强产品品质,不仅降低了后续因尺寸问题导致的产品报废率,也提升了后续铸件产品加工的效率;

随着航空、航天、船舶、新能源汽车等领域不断向高性能、高可靠性、低成本方向发展,越来越多的零件部件趋向于高强度、轻量化、复杂化,从而推动了增材制造技术在诸多领域的应用。


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共享智能装备有限公司依托共享集团五十余年的铸造经验,2012年开始聚焦铸造3D打印产业化应用研究,截至目前已自主研制出十余款铸造砂型3D打印设备,并在全国建立5座铸造3D打印智能示范工厂。产业化生产十年以来,服务客户涉及军工、航空航天、发动机、机器人、压缩机等领域。

下面一起了解一下共享服务过的各行业典型应用案例。

1 发动机飞轮壳

产品重量:50-100kg

产品难度:主体结构为大平面薄壁 (7mm),局部厚大,容易出现气泡、冷隔等缺陷

解决措施:采用倾斜浇注工艺,大平面多点排气,保证充型良好

3D打印交付周期:15天


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2 螺杆式压缩机壳体

产品重量:约1吨

产品难度:内腔结构复杂;局部结构厚大,易缩松;加工钻孔部位多

解决措施:孤立厚大部位,并使用强效激冷措施;采用特殊熔炼工艺(CE4.4 ~ 4.5, △ T≤3),实现同时凝固

开模成本:木模70万元

开模周期:50天

3D打印交付周期:25天


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3 多路阀

产品重量:15-400kg

产品难度:内部流道尺寸精度要求高,且不能出现披缝等缺陷;本体取样(靠近心部)测金相,要求球化率≥90%,石墨球数≥100

解决措施:流道芯做成整芯,保证尺寸精度并避免了组芯披缝等缺陷;使用长效孕育剂和专用球化剂,实现金相要求

开模成本:金属模50万元

开模周期:90天

3D打印交付周期:15天


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4 内燃机

产品重量:30-2000kg

产品难度:产品结构尤为复杂,不允许任何形式焊补,开模具成本高且难度大,砂芯尺寸大

解决措施:采用3D打印形式整体造型,双层管、机体内腔芯、复杂内腔结构等问题迎刃而解。最复杂产品仅需分成5块砂芯

成本节约:模具成本的20%-60%

开模周期:3-6个月

3D打印交付周期:首件25-30天交付


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5 铝合金铸造

产品重量:2-60kg

产品难度:内部流道尺寸精度要求高,且不能出现披缝等缺陷;结构复杂,模具成型困难

解决措施:化繁为简,多块芯子连接一体,减少组芯,保证尺寸精度并避免了组芯披缝等缺陷

成本节约:模具成本的20%-60%

开模周期:20-90天

3D打印交付周期:15-25天交付


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3D打印技术与传统行业的融合已经成为必然趋势。在砂型铸造领域,3D打印技术也已经为迅速化、绿色化、多功能化、大型复杂、高要求零部件的研制生产开辟了新的途径。共享将持续专注推进铸造3D打印技术产业化应用,助推铸造行业转型升级。

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