基于3D打印快速鑄造解決方案

來源：增材云
鑄造是工業(yè)基礎產(chǎn)業(yè)，有著不可代替的地位。目前我國的鑄造企業(yè)約2.6萬家，鑄件年產(chǎn)量約占全球總產(chǎn)量的一半。在眾多鑄造方法中，砂型鑄造是最常見的生產(chǎn)方式，通過砂型鑄造的生產(chǎn)的產(chǎn)品占鑄件總量90%以上。但在傳統(tǒng)砂型鑄造方式中，存在以下問題：

A●勞動強度大、勞動環(huán)境惡劣，用人荒、招工難、留人難等現(xiàn)象普遍出現(xiàn)；

B●制模成本高、周期長，難以滿足多品種、小批量的生產(chǎn)需求；

C●制造幾何形狀復雜的模具時，致密度和精度低，增加后續(xù)的加工難度；



增材制造技術（3D 打�。┐蚱苽鹘y(tǒng)制備工藝的束縛，借助計算機輔助設計，以數(shù)字模型為基礎，利用離散/堆積原理 將零件三維模型分割成多個二維截面，通過疊加的方式將截面堆積成三維實體。目前，這一技術應用在砂型鑄造領域，恰好迎合了行業(yè)需求：

A●代替手工操作的環(huán)節(jié)，所有成型過程全部在相對封閉的箱體內進行，打印過程不會出現(xiàn)揚塵的現(xiàn)象，大幅度改善勞動環(huán)境，減少重體力勞動；

B●省略制作模具的環(huán)節(jié)，不但節(jié)約生產(chǎn)成本，還提升了產(chǎn)品試制的速度與靈活性；

C●提高產(chǎn)品尺寸精度，增強砂型尺寸的控制能力，減少企業(yè)對高技術工人的依賴，增強產(chǎn)品品質，不僅降低了后續(xù)因尺寸問題導致的產(chǎn)品報廢率，也提升了后續(xù)鑄件產(chǎn)品加工的效率；

隨著航空、航天、船舶、新能源汽車等領域不斷向高性能、高可靠性、低成本方向發(fā)展，越來越多的零件部件趨向于高強度、輕量化、復雜化，從而推動了增材制造技術在諸多領域的應用。




共享智能裝備有限公司依托共享集團五十余年的鑄造經(jīng)驗，2012年開始聚焦鑄造3D打印產(chǎn)業(yè)化應用研究，截至目前已自主研制出十余款鑄造砂型3D打印設備，并在全國建立5座鑄造3D打印智能示范工廠。產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)十年以來，服務客戶涉及軍工、航空航天、發(fā)動機、機器人、壓縮機等領域。

下面一起了解一下共享服務過的各行業(yè)典型應用案例。

1 發(fā)動機飛輪殼

產(chǎn)品重量：50-100kg

產(chǎn)品難度：主體結構為大平面薄壁 (7mm)，局部厚大，容易出現(xiàn)氣泡、冷隔等缺陷

解決措施：采用傾斜澆注工藝，大平面多點排氣，保證充型良好

3D打印交付周期：15天




2 螺桿式壓縮機殼體

產(chǎn)品重量：約1噸

產(chǎn)品難度：內腔結構復雜；局部結構厚大，易縮松；加工鉆孔部位多

解決措施：孤立厚大部位，并使用強效激冷措施；采用特殊熔煉工藝（CE4.4 ～ 4.5， △ T≤3），實現(xiàn)同時凝固

開模成本：木模70萬元

開模周期：50天

3D打印交付周期：25天




3 多路閥

產(chǎn)品重量：15-400kg

產(chǎn)品難度：內部流道尺寸精度要求高，且不能出現(xiàn)披縫等缺陷；本體取樣（靠近心部）測金相，要求球化率≥90%，石墨球數(shù)≥100

解決措施：流道芯做成整芯，保證尺寸精度并避免了組芯披縫等缺陷；使用長效孕育劑和專用球化劑，實現(xiàn)金相要求

開模成本：金屬模50萬元

開模周期：90天

3D打印交付周期：15天




4 內燃機

產(chǎn)品重量：30-2000kg

產(chǎn)品難度：產(chǎn)品結構尤為復雜，不允許任何形式焊補，開模具成本高且難度大，砂芯尺寸大

解決措施：采用3D打印形式整體造型，雙層管、機體內腔芯、復雜內腔結構等問題迎刃而解。最復雜產(chǎn)品僅需分成5塊砂芯

成本節(jié)約：模具成本的20%-60%

開模周期：3-6個月

3D打印交付周期：首件25-30天交付




5 鋁合金鑄造

產(chǎn)品重量：2-60kg

產(chǎn)品難度：內部流道尺寸精度要求高，且不能出現(xiàn)披縫等缺陷；結構復雜，模具成型困難

解決措施：化繁為簡，多塊芯子連接一體，減少組芯，保證尺寸精度并避免了組芯披縫等缺陷

成本節(jié)約：模具成本的20%-60%

開模周期：20-90天

3D打印交付周期：15-25天交付




3D打印技術與傳統(tǒng)行業(yè)的融合已經(jīng)成為必然趨勢。在砂型鑄造領域，3D打印技術也已經(jīng)為迅速化、綠色化、多功能化、大型復雜、高要求零部件的研制生產(chǎn)開辟了新的途徑。共享將持續(xù)專注推進鑄造3D打印技術產(chǎn)業(yè)化應用，助推鑄造行業(yè)轉型升級。