Вот как 3D-печать разрушает литье в песчаные формы

Литье в песчаные формы имеет тысячелетнюю историю и практически не изменилось за это время. Однако сейчас все меняется благодаря 3D-печати. Вот некоторые из результатов этих усилий.

Помочь хорошо зарекомендовавшей себя компании оставаться инновационной

На сегодняшнем высококонкурентном рынке даже компании, основанные более века назад, должны постоянно совершенствоваться, чтобы клиенты оставались довольными и чтобы они не обращались за услугами в другие места. Д.В. Clark — компания, занимающаяся литьем металлов из различных сплавов, внедрившая 3D-печать для своих методов литья в песчаные формы и получившая заметные результаты.

Сообщается, что компания сократила время выполнения заказа с месяцев до недель, отказавшись от традиционных методов инструментов и шаблонов. Д.В. Кларк использует технологию распыления связующего, а вице-президент Джефф Бурек привел пример потенциального сокращения сроков.

“ У нас есть клиент, который хотел, чтобы мы закончили обработку рабочего колеса в течение двух недель. И, не запуская машину более чем на пару сборок, мы смогли спроектировать форму за пару дней, распечатать ее, залить отливку, термообработать отливку и закончить отливку за две недели». /Р>

Еще одно преимущество использования 3D-печати для литья в песчаные формы заключается в том, что это снижает затраты, связанные с производством сложных деталей. Принтер работает с цифровым файлом, который представители могут быстро воспроизвести при необходимости. Кроме того, принтер, выбранный бизнесом, использует меньше песка, чем обычные процессы литья. Это преимущество означает, что расходуется меньше материалов.

Это тематическое исследование является примером того, как литье в песчаные формы может помочь давно существующим компаниям оставаться актуальными и продолжать удовлетворять потребности клиентов, получая при этом другие преимущества, которые помогают им оставаться устойчивыми.

Облегчение прототипирования при снижении затрат

Применение 3D-печати для литья в песчаные формы также является привлекательной альтернативой, когда компании хотят сократить время создания прототипа. GRATZ Engineering — немецкая компания с несколькими офисами по всей стране и чуть менее 250 сотрудников. Было обнаружено, что использование 3D-печати в проектах литья в песчаные формы было особенно выгодно при создании прототипов. Компания обычно использует литье в песчаные формы с помощью 3D-печати, а также прямое лазерное спекание металлов (DLMS).

Андреас Штайнбронн, руководитель отдела управления запасными частями, сказал:«3D-печать металлом, такая как лазерное спекание, всегда слишком дорогая, если скорость не является проблемой. Если у нас есть две или три недели на прототип, мы обычно предпочитаем использовать комбинацию классического металлического литья с 3D-печатными песчаными формами или формами для литья по выплавляемым моделям из полиметилметакрилата».

Стейбронн продолжил:«Это сокращение стоит огромных денег, а повышенная долговечность и стабильность компонентов, конечно же, также является преимуществом. Наиболее практичными аспектами этого являются большие объемы строительства и высокая скорость печати».

Также было проведено прямое сравнение 3D-печати с DMLS:«С помощью систем струйной печати мы можем напрямую производить несколько вариантов наших прототипов, таких как турбокомпрессоры, параллельно и вложенных друг в друга в одной и той же 3D-печати. процесс, а не только на одном уровне, как в случае с DMLS».

Предоставление компаниям возможности создавать прототипы более легких и тонких новых конструкций

Литье в песчаные формы — популярный метод изготовления сложных металлических деталей. Помимо эффективности и рентабельности, которую он предлагает, есть аспект повторного использования. Каждая форма, созданная методом литья в песчаные формы, является предметом одноразового использования. Однако после извлечения готовых деталей из форм люди могут повторно использовать песчаную смесь для будущих проектов литья.

Сочетание литья в песчаные формы с 3D-печатью предлагает еще один вид устойчивости. Это позволяет клиентам тщательно проверять прототипы и подвергать их тщательным испытаниям перед началом производства, что значительно экономит время и деньги.

Британская компания Brooks Crownhill Ltd. (BCP) использует трехмерное литье в песчаные формы при изготовлении корпусов для электродвигателей и автомобильных деталей. Ли Хендерсон, директор по продажам компании, пояснил, что этот новый процесс знаком бизнесу.

«Мы уже довольно давно используем 3D-печать и литье, или печатное литье. Огромные преимущества очевидны. Этот процесс быстрый, экономичный и дает дизайнерам огромную творческую свободу. Это важно для переосмысления устоявшихся компонентов и максимально возможной экономии материала, например, за счет оптимизации топологии компонентов», — сказал Хендерсон.

Хендерсон также обсудили, как использование 3D-печати для литья в песчаные формы позволило BCP удовлетворить новые потребности клиентов. Клиенты все чаще требуют более легких и тонких новых конструкций. Он сказал, что традиционные процессы, такие как фрезерование или штамповка керна, не соответствуют геометрии деталей клиентов. Однако литье в песчаные формы с помощью 3D-печати работает. Хендерсон сказал, что многие люди до сих пор не знают о преимуществах, которые могут принести 3D-печать и литье в песчаные формы. Однако такие результаты могут помочь варианту набрать обороты.

Разрешить литейным заводам перепрофилировать недвижимость

До того, как 3D-печать стала доступной, у литейных заводов не было иного выбора, кроме как выделять большие участки своих помещений для размещения пластин с узором. Эти шаблоны представляют собой копии деталей, сделанных для клиентов. Люди, работающие в литейных цехах, полагаются на эти пластины всякий раз, когда клиент просит их снова создать деталь. Ряды этих спичечных пластин часто становятся настолько обширными, что литейные заводы платят за их хранение складам.

Однако, поскольку 3D-печать опирается на цифровые файлы, компании, использующие ее для литья в песчаные формы, могут свести к минимуму или даже отказаться от практики хранения физических пластин на месте. Ховард Ретт работает в Viridis3D, компании, специализирующейся на 3D-печати для литья в песчаные формы. Он отметил, что оцифровка, предлагаемая 3D-печатью, означает, что компаниям больше не нужно беспокоиться о таких вещах, как контроль влажности или защита от вредителей в хранилищах.
Вместо этого они могут хранить шаблоны среднего и низкого использования на USB-накопитель. Это портативный вариант, который устраняет многие неудобства, связанные с традиционными методами хранения. Если литейные предприятия высвободят достаточно места, они смогут использовать его для других целей, например для развития своего бизнеса и расширения.

Кроме того, наличие файлов клиентов в цифровом формате сокращает время между получением литейным цехом заказа клиента и началом работы над ним представителями. В некоторых случаях литейщики могут залить расплавленный металл в большую форму в тот же день, когда они получат цифровой файл.

Доказательство того, что процесс приносит множество преимуществ

Текущие исследования показывают, что люди могут рассчитывать на многочисленные преимущества, если решат использовать 3D-печать для литья в песчаные формы. Одно исследование включало сравнение 3D-печати и обычного литья в песчаные формы при изготовлении чаши насоса.

Команда обнаружила, что метод 3D-печати занял всего 26 часов, чтобы напечатать детали формы для литья в песчаные формы. Это значительно более короткий срок по сравнению с более чем шестью неделями, необходимыми для традиционного подхода, чтобы достичь этого шага. Кроме того, напечатанная на 3D-принтере чаша была примерно на 300 микрон более гладкой, чем ее аналог. Кроме того, она была почти на 27 % легче традиционной литой чаши.

В другом исследовательском проекте сравнивались различия между керамической формой, изготовленной с помощью 3D-печати и литья в песчаные формы, и традиционной техникой. Вариант, изготовленный с помощью 3D-печати, был на 95 % легче и имел выход металла, оптимизированный на 29% по сравнению с традиционной отливкой керамической формы. Еще одно отличие заключалось в том, что изготовление традиционным методом занимало почти в два раза больше времени. Это было связано с тем, что команде нужно было сделать выкройку из двух частей и сгладить ее поверхность.

3D-печать меняет правила игры в литье песка

Эти примеры показывают, почему люди чаще рассматривают 3D-печать как привлекательную альтернативу традиционному литью в песчаные формы. Это еще не массовая практика, но это может скоро измениться. По мере того, как все больше компаний экспериментируют с ним и получают впечатляющие результаты, другие производители должны последовать их примеру и сделать этот метод более распространенным.