3DP打印砂型鑄造全套工藝流程及應用案例解析

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線上報告，主題為“3DP砂型打印技術在綠色智能鑄造中的應用實踐”，報告由三帝科技產品技術副總趙浩博士和欣鑫鑄造總經理譚大為主講，南極熊對本場報告進行了直播。

本文，我們來回顧一下本場直播的主要內容。

2023年工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展改革委、生態(tài)環(huán)境部三部門聯(lián)合印發(fā)《關于推動鑄造和鍛壓行業(yè)高質量發(fā)展的指導意見》。在發(fā)展目標中指出：“2025年，鑄造和鍛壓行業(yè)總體水平進一步提高，......重點領域高端鑄件、鍛件產品取得突破，掌握一批具有自主知識產權的核心技術，一體化壓鑄成形、無模鑄造、砂型3D打印、超高強鋼熱成形、精密冷溫熱鍛、輕質高強合金輕量化等先進工藝技術實現(xiàn)產業(yè)化應用。在重點任務中提出:“發(fā)展先進鑄造工藝與裝備短流重點發(fā)展高緊實度粘土砂自動化造型、......、程鑄造、砂型3D打印等先進鑄造工藝與裝備。”

趙浩博士表示，3DP砂型3D打印技術在綠色智能鑄造中主要可以用于：

● 復雜、高端產品制造：航空航天、軍工等，改善產品結構設計，提高產品性能；
● 快速研發(fā)試制：新能源汽車零部件研發(fā)試制，減少模具投入和浪費，改善生產環(huán)境；
● 小批量多品種制造：船舶、泵閥、設備儀器，數(shù)據(jù)驅動、快速柔性、加快新品開發(fā)。

三帝科技團隊創(chuàng)立于1994年，自主研發(fā)SLS/SLM激光3D打印和3DP/BJM粘結劑噴射3D打印技術，29年持續(xù)服務1000余家客戶，應用于航空航天、軍工、汽車、船舶泵閥、工程機械等領域。旗下的產品涵蓋了設備、材料工藝和制造服務。

三帝科技-隆源成型AFS-J系列設備采用最新一代高速震動鋪粉技術(HSVC9.0靜音)，配合高性能成型工藝和智能算法技術，為用戶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，噴頭分辨率可實現(xiàn)200-800dpi可調。

在砂型材料方面，三帝科技-隆源成型AFS-J系列設備配套高性能樹脂粘結劑、固化劑、清洗劑，配合原廠標準砂型材料可以保證成型質量和穩(wěn)定性。同時面向全國用戶提供開源砂材工藝解決方案，積極為用戶優(yōu)化使用成本。

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

欣鑫鑄造總經理譚大為則進一步的介紹了3DP砂型鑄造的工藝流程，以及欣鑫鑄造的應用案例。在接到客戶的零件設計圖之后，進行鑄造工藝設計、3DP砂型優(yōu)化設計及排箱；然后將得到的3D打印數(shù)據(jù)文件導入3D打印機中來制造砂型；打印好的砂型、砂芯進行組芯、合型之后進行澆鑄；最后進行一系列的后處理，得到最終的成品并進行檢驗。三帝科技和欣鑫鑄造在整個工藝流程的各個環(huán)節(jié)均具有自身的優(yōu)勢和豐富經驗。

3DP技術發(fā)展到現(xiàn)在的階段，與傳統(tǒng)的制造工藝相比已經具備了一定的優(yōu)勢，無論是在交付周期、小批量生產成本、模具精度和經濟效益各個方面。

據(jù)譚大為介紹，欣鑫鑄造是一家專業(yè)從事銅鋁等有色金屬合金鑄造、機械加工、新型汽車零部件研發(fā)、3D打印開發(fā)及服務的企業(yè)，2021年成為陜西省首個引入3DP砂型打印裝備的快速鑄造企業(yè)，通過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。擁有先進的鑄造和加工設備50余臺套。3DP砂型打印設備3臺，SLS選區(qū)激光燒結3D打印設備3臺，年產鑄件約1800噸。

服務的領域主要涉及軍工、汽車、機械制造等。

隨后，譚大為列舉了欣鑫鑄造的多個綠色鑄造案例，以復雜內腔耐壓結構產品——水冷電機殼為例，其技術難點主要在于：砂型發(fā)氣量低于14ml/g，砂型強度高于2.0MPa，滿足復雜內冷流道鑄造要求，耐壓0.3MPa。

實施方案：采用FR01及高硅砂，滿足以上技術要求。

更多案例詳情可以觀看南極熊的直播回放。

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