3D打印在鑄造行業(yè)的應(yīng)用

3D打印在鑄造行業(yè)中的優(yōu)勢(shì)是與訂單數(shù)量密切相關(guān)的,。由下述圖表可見(jiàn)，當(dāng)訂單數(shù)量超過(guò)9件以,，3D用于鑄造報(bào)價(jià)沒(méi)有優(yōu)勢(shì),，但是交期優(yōu)勢(shì)非常明顯，同時(shí),，對(duì)于有嚴(yán)格交期的企業(yè)來(lái)說(shuō),，仍可以接受(比如說(shuō)在比傳統(tǒng)交期明顯縮短的前提下，現(xiàn)在3D打印鑄件的利潤(rùn)率可以達(dá)到平均的300%,，主要總報(bào)價(jià)不超過(guò)傳統(tǒng)報(bào)價(jià),，適當(dāng)?shù)慕档屠麧?rùn)率報(bào)價(jià)對(duì)于雙方都是可以接受的)。當(dāng)鑄件訂單數(shù)量在38件時(shí)，3D打印用于鑄造的周期優(yōu)勢(shì)也將消失,，此時(shí)幾乎不會(huì)有企業(yè)選擇用3D打印生產(chǎn)鑄件,。

對(duì)比

表1. 報(bào)價(jià)參考

圖1 3D打印與傳統(tǒng)報(bào)價(jià)對(duì)比

圖2 3D打印與傳統(tǒng)交期對(duì)比

因此，3D打印用于鑄造的優(yōu)勢(shì)以及我們可以尋找的客戶如：3D打印在小批量生產(chǎn)時(shí)具有非常明顯的速度優(yōu)勢(shì),，對(duì)于研發(fā)某類項(xiàng)目驗(yàn)證有非常明顯的優(yōu)勢(shì),，如汽車(chē)，航天,，航空,，軍工，火車(chē),，摩托車(chē)，船舶,，機(jī)械裝備,，水泵，陶瓷行業(yè)等,。

對(duì)于多種傳統(tǒng)鑄造難于生產(chǎn)的產(chǎn)品,，如0.5mm的渦輪葉片，各種內(nèi)冷油道,，各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜鑄件,，也只能通過(guò)3D打印生產(chǎn)，此類客戶遍布各個(gè)領(lǐng)域,。對(duì)于藝術(shù)件,，各類用于批量生產(chǎn)的模具等，也能夠廣泛應(yīng)用,。


3D打印用于鑄造的材料及要求

圖3砂型鑄造

1,、3D打印改善傳統(tǒng)的砂型鑄造、金屬模具鑄造

如圖3砂型鑄造所示,，得到一些簡(jiǎn)單的零件圖紙,，模具設(shè)計(jì)時(shí)，分成型模和型芯盒兩套模具,，把模型包在砂型里,，取出模型，就成了空心砂型;用型芯盒模具,，制作型芯;型芯與鑄型組合在一起,，鉆個(gè)澆口，澆注,，去砂就成了帶澆口鑄件,。金屬模具鑄造，可以理解為，鑄型和型芯是金屬制成(而非砂型制成),，可以多次利用,。

3D打印在砂型的應(yīng)用就是，把鑄型和型芯用3D打印機(jī)打出來(lái),，減少做模具的費(fèi)用減少做模具的時(shí)間�,，F(xiàn)在已經(jīng)普遍使用的3D打印砂型的設(shè)備，有微滴噴射技術(shù),，激光燒結(jié)技術(shù)等等,。

微滴噴射原理

激光燒結(jié)原理

2.熔模鑄造、消失模鑄造

如圖4工藝流程圖所示：得到鑄件圖紙,，制造模具,，用模具壓制與鑄件同樣的蠟型，把蠟型的蠟流道組成“樹(shù)”把“樹(shù)”包一層殼,，最后把蠟加熱融化,，就成了模型，通過(guò)澆鑄,，最終成型,。3D打印在熔模鑄造中的應(yīng)用就是，直接打出蠟?zāi)?或者是可以替代蠟?zāi)５牟牧�,，材料性能必須是可燃凈,、可氣化、可在特定環(huán)境內(nèi)融化,，膨脹性低,，表面光潔度高、有一定強(qiáng)度)減少制作壓蠟?zāi)＞叩馁M(fèi)用及時(shí)間,。

一般熔蠟鑄造用的材料包括：光敏樹(shù)脂材料(精度高,，燃燒充分一般用于鑄造小型珠寶，牙冠,，或鎳基高溫葉片),，打印鑄造用PS粉(融化后氣化)，打印鑄造用PLA等,。

圖4 工藝流程圖

3D打印用于鑄造現(xiàn)狀

3D打印應(yīng)用于鑄造行業(yè),，歸根結(jié)底，3D打印只是輔助鑄造完成幾乎所有高難度結(jié)構(gòu)復(fù)雜鑄件,，縮短小批量鑄件的生產(chǎn)周期級(jí)費(fèi)用,，但由于進(jìn)口設(shè)備的價(jià)格較高，鑄造行業(yè)零散化生產(chǎn)的模式,，因此起步較晚,，隨著國(guó)家供給側(cè)改革的力度不斷加大與深入,，淘汰落后產(chǎn)能及高能耗高污染等行業(yè)的趨勢(shì)，3D打印用于鑄造的應(yīng)用必將越來(lái)越廣泛,。

來(lái)源： 無(wú)限三維3D打印研究院
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