3DP打印砂型鑄造全套工藝流程及應(yīng)用案例解析

2023年5月8日,，北京三帝科技股份有限公司聯(lián)合旗下武功縣欣鑫有色金屬鑄造有限公司作了一場(chǎng)線上報(bào)告,，主題為“3DP砂型打印技術(shù)在綠色智能鑄造中的應(yīng)用實(shí)踐”,，報(bào)告由三帝科技產(chǎn)品技術(shù)副總趙浩博士和欣鑫鑄造總經(jīng)理譚大為主講，南極熊對(duì)本場(chǎng)報(bào)告進(jìn)行了直播,。

本文,，我們來(lái)回顧一下本場(chǎng)直播的主要內(nèi)容。

2023年工業(yè)和信息化部,、國(guó)家發(fā)展改革委,、生態(tài)環(huán)境部三部門(mén)聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于推動(dòng)鑄造和鍛壓行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》。在發(fā)展目標(biāo)中指出：“2025年,，鑄造和鍛壓行業(yè)總體水平進(jìn)一步提高,，......重點(diǎn)領(lǐng)域高端鑄件、鍛件產(chǎn)品取得突破,，掌握一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù),，一體化壓鑄成形,、無(wú)模鑄造、砂型3D打印,、超高強(qiáng)鋼熱成形,、精密冷溫?zé)徨憽⑤p質(zhì)高強(qiáng)合金輕量化等先進(jìn)工藝技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,。在重點(diǎn)任務(wù)中提出:“發(fā)展先進(jìn)鑄造工藝與裝備短流重點(diǎn)發(fā)展高緊實(shí)度粘土砂自動(dòng)化造型,、......、程鑄造,、砂型3D打印等先進(jìn)鑄造工藝與裝備,。”

趙浩博士表示,，3DP砂型3D打印技術(shù)在綠色智能鑄造中主要可以用于：

● 復(fù)雜,、高端產(chǎn)品制造：航空航天、軍工等,，改善產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),，提高產(chǎn)品性能；
● 快速研發(fā)試制：新能源汽車(chē)零部件研發(fā)試制,，減少模具投入和浪費(fèi),，改善生產(chǎn)環(huán)境；
● 小批量多品種制造：船舶,、泵閥,、設(shè)備儀器，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng),、快速柔性,、加快新品開(kāi)發(fā)。

三帝科技團(tuán)隊(duì)創(chuàng)立于1994年,，自主研發(fā)SLS/SLM激光3D打印和3DP/BJM粘結(jié)劑噴射3D打印技術(shù),，29年持續(xù)服務(wù)1000余家客戶(hù)，應(yīng)用于航空航天,、軍工,、汽車(chē)、船舶泵閥,、工程機(jī)械等領(lǐng)域,。旗下的產(chǎn)品涵蓋了設(shè)備、材料工藝和制造服務(wù),。

三帝科技-隆源成型AFS-J系列設(shè)備采用最新一代高速震動(dòng)鋪粉技術(shù)(HSVC9.0靜音)，配合高性能成型工藝和智能算法技術(shù),，為用戶(hù)提供卓越的成型精度,、平衡可控的鑄造性能和優(yōu)良的可靠性,。AFS-J1600Plus 可以提供1600×1000×700mm的成型尺寸，噴頭分辨率為400dpi,，成型速度達(dá)到15s/層,；更大的AFS-J2100可以提供2160×1330×700mm的成型尺寸，噴頭分辨率可實(shí)現(xiàn)200-800dpi可調(diào),。

在砂型材料方面，三帝科技-隆源成型AFS-J系列設(shè)備配套高性能樹(shù)脂粘結(jié)劑,、固化劑,、清洗劑，配合原廠標(biāo)準(zhǔn)砂型材料可以保證成型質(zhì)量和穩(wěn)定性,。同時(shí)面向全國(guó)用戶(hù)提供開(kāi)源砂材工藝解決方案，積極為用戶(hù)優(yōu)化使用成本,。

趙浩博士表示，三帝科技通過(guò)與子公司欣鑫鑄造的聯(lián)合,，能夠?yàn)橛脩?hù)提供一站式,、全流程的快速鑄造交付解決方案。

欣鑫鑄造總經(jīng)理譚大為則進(jìn)一步的介紹了3DP砂型鑄造的工藝流程,，以及欣鑫鑄造的應(yīng)用案例。在接到客戶(hù)的零件設(shè)計(jì)圖之后,，進(jìn)行鑄造工藝設(shè)計(jì),、3DP砂型優(yōu)化設(shè)計(jì)及排箱；然后將得到的3D打印數(shù)據(jù)文件導(dǎo)入3D打印機(jī)中來(lái)制造砂型,；打印好的砂型,、砂芯進(jìn)行組芯、合型之后進(jìn)行澆鑄,；最后進(jìn)行一系列的后處理,，得到最終的成品并進(jìn)行檢驗(yàn)。三帝科技和欣鑫鑄造在整個(gè)工藝流程的各個(gè)環(huán)節(jié)均具有自身的優(yōu)勢(shì)和豐富經(jīng)驗(yàn),。

3DP技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在的階段，與傳統(tǒng)的制造工藝相比已經(jīng)具備了一定的優(yōu)勢(shì),，無(wú)論是在交付周期,、小批量生產(chǎn)成本、模具精度和經(jīng)濟(jì)效益各個(gè)方面,。

據(jù)譚大為介紹,，欣鑫鑄造是一家專(zhuān)業(yè)從事銅鋁等有色金屬合金鑄造、機(jī)械加工,、新型汽車(chē)零部件研發(fā),、3D打印開(kāi)發(fā)及服務(wù)的企業(yè)，2021年成為陜西省首個(gè)引入3DP砂型打印裝備的快速鑄造企業(yè),，通過(guò)3D打印智能化改造,，建立了綠色、柔性,、高端的快速鑄造能力,。

公司占地面積22000平方米，現(xiàn)有建筑面積18000平方米,。擁有先進(jìn)的鑄造和加工設(shè)備50余臺(tái)套,。3DP砂型打印設(shè)備3臺(tái)，SLS選區(qū)激光燒結(jié)3D打印設(shè)備3臺(tái),，年產(chǎn)鑄件約1800噸,。

服務(wù)的領(lǐng)域主要涉及軍工、汽車(chē),、機(jī)械制造等,。

隨后,，譚大為列舉了欣鑫鑄造的多個(gè)綠色鑄造案例,，以復(fù)雜內(nèi)腔耐壓結(jié)構(gòu)產(chǎn)品——水冷電機(jī)殼為例，其技術(shù)難點(diǎn)主要在于：砂型發(fā)氣量低于14ml/g,，砂型強(qiáng)度高于2.0MPa,，滿足復(fù)雜內(nèi)冷流道鑄造要求，耐壓0.3MPa,。

實(shí)施方案：采用FR01及高硅砂,，滿足以上技術(shù)要求。