В отрасли литья металловОбычное песчаное формованиеВ течение длительного времени их деятельность ограничивалась тремя основными проблемами: длительным циклом, низкой сложностью и высокой стоимостью - изготовление набора сложных песчаных форм занимает несколько недель, а реализация сложных конструкций, таких как внутренние каналы охлаждения и тонкостенные структуры, затруднена. Ипесчаная форма 3D технология печати（Появление технологии струйного нанесения связующего (в качестве ядра) полностью изменило статус-кво: от модели CAD до готовой модели песка проходит всего 24-48 часов, сложная структура формируется за один раз, а коэффициент использования материала увеличивается более чем на 90%. В этой статье будет всесторонне проанализирован принцип песочной 3D-печати, основные преимущества, области применения и выбор оборудования 3DPTEK, чтобы предоставить литейным предприятиям практическое руководство по техническому преобразованию, снижению затрат и эффективности.

I. Что такое песочная 3D-печать? Основное определение + характеристики процесса (отличие от традиционной формовки)

Песочная 3D-печать основана наПринципы аддитивного производстваПромышленная технология, преобразующая цифровые модели CAD непосредственно в твердые песчаные формы / стержни. Вместо традиционного процесса "изготовление формы - обточка песка" песок послойно укладывается принтером и отверждается путем распыления связующего вещества. Процесс изготовления стержней заключается в следующемТехнология струйной подачи вяжущегоНапример, модели J1600Pro, J2500 и J4000 компании 3DPTEK обладают значительными преимуществами по сравнению с традиционным литьем:

Во-вторых, литейное производство должно использовать песочную 3D-печать по 4 основным причинам (для решения болевых точек отрасли)

1. сокращение времени цикла 80%, быстрое реагирование на требования заказа

В то время как традиционные процессы занимают 2-4 недели для изготовления сложных песчаных форм (например, корпусов насосов, турбин), 3D-печать песка занимает всего 1-2 дня. Особенно подходит дляФормование прототипов, изготовление малых партий на заказ, производство запасных частей на случай чрезвычайных ситуацийСценарий - Литейная компания использует 3DPTEK J1600Pro для печати песчаных шаблонов для корпусов насосов от разработки до поставки всего за 36 часов, что на 80% меньше, чем при традиционном процессе, и помогает вывести продукцию на рынок на 2 недели раньше.

2. преодоление структурных ограничений и реализация сложного литья

Песочная 3D-печать устраняет необходимость в "выпускных" вопросах, позволяя создавать конструкции, которые были бы невозможны при использовании традиционных процессов:

1. в области аэрокосмической промышленностиВнутренние каналы охлаждения лопаток турбины(Традиционный процесс требует разборки более 5 комплектов песчаных кернов, что чревато ошибками при сборке);
2. АвтомобилиЛегкий тонкостенный корпус двигателя(Толщина стенок может составлять всего 2 мм, обычные песчаные типы склонны к разрушению);
3. промышленное оборудованиеКорпус редуктора с интегрированными масляными каналами(Сокращает процесс после сверления и уменьшает количество брака).

3. долгосрочное сокращение затрат 40%, компенсирующее затраты на оборудование

Несмотря на более высокие первоначальные инвестиции в песочные 3D-принтеры, при расчете полного жизненного цикла преимущество в стоимости оказывается значительным:

• Устранение затрат на изготовление форм (большой набор металлических форм стоит более 100 000 долларов, что можно полностью исключить с помощью 3D-печати);
• Снижение количества брака (цифровое проектирование + оптимизация моделирования, количество брака при литье сократилось со 15% до менее 5%);
• Сокращение трудозатрат (автоматизированная печать, отсутствие необходимости ручной сборки нескольких песчаных кернов, на 50% меньше трудозатрат).

4. соблюдайте экологические требования и реализуйте "зеленое" производство

Поскольку экологические нормы ужесточаются во всем мире (например, стандарты ЕС REACH), песочная 3D-печать удовлетворяет потребность в защите окружающей среды с помощью двух основных технологий:

• усыновлениеСвязующее вещество с низким уровнем выбросов(запатентованная формула 3DPTEK с эмиссией летучих органических соединений ниже отраслевого стандарта 50%);
• Неотвержденный песок может быть 100% переработан для снижения образования твердых отходов и затрат на обработку окружающей среды.

Принцип песочной 3D-печати: 4 шага от дизайна до песка (полная автоматизация процесса)

Процесс 3D-печати песком (технология струйного нанесения связующего) прост и максимально автоматизирован, не требует сложного вмешательства человека и состоит из следующих основных этапов:

1. Цифровое проектирование и моделирование: Инженеры используют программное обеспечение CAD для создания модели песка и систему моделирования литья 3DPTEK для моделирования процесса течения жидкого металла, охлаждения и усадки, чтобы оптимизировать систему заливки модели песка и положение стояка, чтобы избежать таких дефектов, как усадочные отверстия и пористость в отливках;
2. Послойное печатное формованиеПринтер автоматически закладывает песок толщиной 0,26-0,30 мм (кварцевый песок / хромитовый песок по выбору), а затем, основываясь на данных о нарезке, распыляет связующее на область, подлежащую отверждению, и формирует форму песка слой за слоем;
3. Отверждение и очистка песком: После печати песчаная форма оставляется для полимеризации (укрепления) в закрытом помещении на 2-4 часа, после чего незатвердевший песок (который может быть использован повторно) выдувается сжатым воздухом;
4. Литье и постобработкаРасплавленный металл (алюминий, сталь, медные сплавы и т. д.) заливается в песчаную форму, которая охлаждается, а затем раскалывается, чтобы извлечь отливку для отделки - весь процесс происходит без участия человека в процессе песчаной формовки.

Параметры песочного 3D-принтера 3DPTEK (применимо для разных отраслей)

Компания 3DPTEK, как ведущий бренд в отрасли, выпустила несколько моделей песочных принтеров, охватывающих от малых до очень больших потребностей в литье, со следующими основными параметрами:

Основные достоинстваВсе модели поддерживают пользовательские рецептуры "песок + связующее", а компания 3DPTEK имеет более 30 собственных рецептур для различных сплавов (например, для литья алюминиевых сплавов - связующее низкой вязкости, для стального литья - песок, устойчивый к высоким температурам).

В-пятых, песочная 3D-печать 4 основных сценария применения в промышленности (с реальными примерами)

1. Автомобильный сектор: основная поддержка перехода на электрификацию

• Сценарии применения:Корпус электродвигателя с водяным охлаждением, легкий поддон для аккумулятора, песчаная формовка.;
• Пример: производитель коммерческих электрических грузовиков использовал 3DPTEK J2500 для печати песочного рисунка для корпуса двигателя, получив дизайн "интегрированного канала охлаждения", который увеличил тепловую эффективность двигателя на 30%, при этом снизив вес корпуса на 25% и увеличив запас хода на 50 км.

2. аэрокосмическая промышленность: высокоточное литье сложных деталей

• Сценарии применения:Лопатки турбин, песчаная формовка камер сгорания авиадвигателей.;
• Преимущество: точность размеров песчаной формы достигает уровня CT7, что соответствует требованию "нулевой погрешности" для авиационных деталей, и в то же время позволяет избежать брака лопастей, вызванного ошибками при сборке традиционных песчаных стержней.

3. промышленное машиностроение: основные компоненты для крупного оборудования

• Сценарии применения:Формование из песка больших насосов и корпусов компрессоров.;
• Пример: компания тяжелой промышленности использовала 3DPTEK J4000 для печати песчаного шаблона корпуса насоса длиной 4 метра. Традиционный процесс требует изготовления трех комплектов металлических форм (стоимостью более 300 000 юаней), 3D-печать напрямую устраняет затраты на формы, а производственный цикл сокращается с четырех недель до трех дней.

4. энергетическая и морская промышленность: производство очень крупных отливок

1. Сценарии применения:Формование из песка винта судна, корпуса ветряной турбины.;
2. Преимущество: ширина печати модели J4000 составляет 4 метра, что позволяет печатать очень большие песчаные формы за один раз, исключая необходимость сращивания и уменьшая дефекты смыкания форм в отливках.

Почему стоит выбрать решение для песочной 3D-печати от 3DPTEK? (4 основные компетенции)

1. полный охват оборудования сцены, адаптированный к различным требованиям к мощности

От 1,6-метровых компактных машин (J1600Pro) до 4-метровых мега-машин (J4000) дляОт мелкосерийного пробного производства до крупносерийного массового производстваМодель J1600Pro доступна для малых и средних литейных производств с производительностью 5-8 форм в день, а J4000 - для крупных литейных производств с производительностью 2-3 сверхкрупные формы в день.

2. запатентованная формула материала для обеспечения качества литья

3DPTEK имеет более 30гранула – Эксклюзивная формула для связующих веществОптимизированный для различных сплавов:

1. Литье алюминиевых сплавов: связующее с низкой вязкостью, хорошая проницаемость песка, уменьшение пористости отливки;
2. Стальное литье: высокопрочное связующее, высокая термостойкость песчаной формы (выше 1500℃), предотвращение дефектов песчаной штамповки;
3. Литье из медных сплавов: малозольная связка для предотвращения образования включений на поверхности отливки.

3. Комплексная техническая поддержка для снижения сложности перехода

Обеспечиваем полную технологическую поддержку по принципу "оборудование + программное обеспечение + сервис":

1. бесплатноПрограммное обеспечение для моделирования литья(Оптимизация конструкции песка и снижение затрат на метод проб и ошибок);
2. Собственный технологический центр по литью может помочь клиентам с испытанием песка и отладкой процесса литья;
3. Проведите обучение оператора (инструктаж 1 на 1 для обеспечения работы оборудования в течение 3 дней).

4. глобальная сеть послепродажного обслуживания для обеспечения стабильности производства

Оборудование приземлилось в более чем 20 странах Европы, Азии, Ближнего Востока и т.д., а скорость послепродажного обслуживания очень высока:

1. Круглосуточное обслуживание внутри страны по принципу "от двери до двери" (48 часов для отдаленных районов);
2. 5 сервисных центров за рубежом (Германия, Индия, США и др.) для быстрой замены запасных частей;
3. Бесплатное обслуживание оборудования 2 раза в год для продления срока службы оборудования (средний срок службы более 8 лет).

Будущие тенденции песочной 3D-печати в 2025 году (3 направления, за которыми стоит следить)

1. AI+3D-печать для литья с нулевым дефектом

Будущее песочной 3D-печати будет интегрированнымAI Система оптимизации проектирования-- Ввод параметров литья (материал, размер, требования к производительности), AI может автоматически генерировать оптимальную структуру песка, в то время как мониторинг в реальном времени процесса печати, регулируя количество связующего впрыска, толщина укладки песка, чтобы избежать трещин, неравномерной плотности и других проблем в песке картина, чтобы достичь "ноль дефектов! " производства.

2. замкнутый цикл переработки песка с коэффициентом использования материала 98%

эксплуатировать (ресурс)Автоматическая система извлечения пескаКроме того, неочищенный песок и старый песок будут отсеиваться, обеззараживаться и перерабатываться, а коэффициент использования материала увеличится с нынешних 90% до более чем 98%, что позволит еще больше снизить стоимость материала и соответствовать требованиям политики "Двойного углерода".

3. Печать композитами из нескольких материалов расширяет границы применения

3D-принтер для песка будущего позволит осуществлять композитную печать "песок + металлический порошок" - печать металлических покрытий на ключевых участках песчаной модели (например, на воротах) для повышения ее устойчивости к высоким температурам, а также для размещенияСверхпрочная сталь, титановые сплавыЛитье из тугоплавких сплавов, расширяющее сферу применения в аэрокосмической отрасли, производстве высокотехнологичного оборудования.

VIII. Вывод: песочная 3D-печать - это не "необязательная технология", а "обязательный инструмент трансформации"

В условиях растущей конкуренции в отрасли литья металлов "быстрое реагирование, сложная структура, экологичное снижение затрат" стало основной компетенцией - песчаная 3D-печать позволяет сократить время цикла 80%, достичь сложных конструкций, долгосрочного снижения затрат 40% и помочь литейным заводам преодолеть традиционные технологические ограничения.

Компания 3DPTEK, являясь лидером в области песочной 3D-печати, предлагает индивидуальные решения для литейных предприятий различных размеров благодаря нескольким моделям оборудования, запатентованным рецептурам материалов и комплексной технической поддержке. Будь то автомобильная, аэрокосмическая, промышленная техника или энергетический сектор, выбор 3D-печати песком означает выбор двойного преимущества "снижение затрат и эффективности + технологическое лидерство", что также является основным способом выживания литейных предприятий в 2025 году и далее.