Введение в 3D-печать для литья в песчаные формы

Одним из наиболее эффективных применений 3D-печати в промышленном мире было литье под давлением, где использование печатных форм помогло снизить стоимость материалов, упростить рабочие процессы и поддерживать стабильное качество. Однако это не единственная производственная технология, в которой 3D-печать открывает возможности для новых улучшений и усовершенствований. В рамках постоянного стремления к оптимизации и совершенствованию производственных процессов дальновидные литейные предприятия сочетают 3D-печать с литьем в песчаные формы.

Что такое литье в песчаные формы?

Литье в песчаные формы - это процесс литья расплавленного металла с использованием форм на основе песка. Прежде всего, песок помещается в рамку (которую профессионалы называют «колбой»), после чего полости для формы и люки, через которые будет заливаться металл, отпечатываются с помощью узоров. Две половинки формы помещаются вместе, и происходит отливка. После того, как металл остынет, остается просто отделить песок и провести любую очистку и / или последующую обработку готовой детали.

Сам песок представляет собой специальный материал, называемый «зеленым песком», который сочетает в себе кремнезем, хромит или циркон с водой, глиной и антрацитом. Название относится к тому факту, что он используется на зеленой, то есть мокрой, стадии, а не устанавливается перед заливкой.

Литье в песчаные формы - это экономичный и универсальный способ поставки металлических деталей как для прототипов, так и для производства, особенно когда процесс автоматизирован, как это успешно сделали некоторые производители. Материалы, которые можно отлить таким образом, включают:

• Алюминий
• Латунь
• Магний
• Утюг
• Сталь

Также можно эффективно использовать широкий спектр сплавов.

Откуда берется 3D-печать?

Как и в случае литья под давлением, модели, используемые при литье в песчаные формы, довольно дороги и требуют времени на изготовление (особенно при использовании обработки с ЧПУ) и имеют ограниченный срок хранения. 3D-печать устраняет эти трудности, позволяя проектировать шаблоны и системы вентиляции с помощью программного обеспечения САПР, а затем распечатывать их по мере необходимости при значительно сниженных затратах. Это позволило литейным предприятиям начать более масштабное использование литья в песчаные формы для изготовления деталей.

В дополнение к устранению необходимости хранить детали, 3D-печать обеспечивает уровень детализации и сложности, который было бы очень трудно достичь в противном случае. Чтобы еще больше улучшить это, на узоры и ворота, напечатанные из термопласта, можно наносить покрытие во время последующей обработки, чтобы повысить их устойчивость к нагреванию и истиранию песком и повысить общую точность готовых деталей.

Кроме того, гибкость 3D-печати как инструмента для быстрого прототипирования очевидна при литье в песчаные формы. Как правило, время и затраты, связанные с созданием выкройки, ограничивают количество итераций, которые может пройти отлитая из песка деталь на этапе создания прототипа. После того, как 3D-печать сведет к минимуму стресс и затраты, связанные с изготовлением выкройки, литейные предприятия смогут использовать гораздо более гибкий подход к созданию прототипов, тестируя несколько итераций детали и гарантируя, что любые ошибки могут быть исправлены до начала производства.

Что касается технологий печати, FDM и многоструйная печать доказали свою высокую эффективность для проектов литья в песчаные формы, как показали такие компании, как Stratasys. На рынок также вышло несколько принтеров, специально разработанных для литья в песчаные формы, например S-Max от Ex-One. Эти машины предназначены для работы при резких перепадах температуры, которые имеют место на литейных заводах, без ущерба для качества или функциональности поставляемых деталей.

Дополнительные технологии обеспечивают более эффективные производственные процессы

Мы утверждаем, что есть уроки, которые следует извлечь из литейных производств, которые успешно внедрили 3D-печать в свои рабочие процессы, и любой производитель может извлечь выгоду из этого. Литье в песчаные формы и 3D-печать являются действительно взаимодополняющими технологиями, поскольку при их совместном использовании усиливаются их соответствующие преимущества и преодолеваются их ограничения.

Судя по тому, что уже было достигнуто, похоже, что 3D-печать станет неотъемлемой частью наборов инструментов для литейных предприятий.