砂型3D打印替代鑄造：實(shí)現(xiàn)快速交付 降低供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)
魔猴君 行業(yè)資訊 800天前
導(dǎo)讀：更換關(guān)鍵零件和采購(gòu)鑄件通常會(huì)耗費(fèi)大量的人力物力，這主要是由于需要等待傳統(tǒng)模型或芯盒造成的。購(gòu)買由木材或金屬加工而成的用于小批量或一次性澆注的昂貴工具，通常不具有成本效益。然而，最關(guān)鍵的鑄件，通常用于基礎(chǔ)設(shè)施或運(yùn)輸應(yīng)用，需求量很大，供應(yīng)鏈延遲越來越普遍。顛覆性技術(shù)正在推動(dòng)下一代金屬鑄件的增長(zhǎng)。
△使用砂粘合劑噴射直接從數(shù)字模型生產(chǎn)鑄造模具和型芯來降低供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)，從而大大減少交貨時(shí)間、工具投資和鑄造缺陷。
使用粘合劑噴射 3D 打印的數(shù)字砂鑄消除了傳統(tǒng)鑄造工具的高成本和長(zhǎng)達(dá)數(shù)月的交貨時(shí)間。沙子3D打印過程使用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)直接從 CAD 文件中打印沙子中的模具和型芯來代替工具。無需等待創(chuàng)建新模式或修復(fù)芯盒，無需創(chuàng)建新工具和大量的前期成本。與其他工業(yè)部門的生產(chǎn)商一樣，鑄造廠從整合3D 打印以解決供應(yīng)鏈挑戰(zhàn)中受益，并且通過提供替換零件的快速鑄件來提高運(yùn)營(yíng)效率，同時(shí)超出客戶的期望。
按需工具支持分散生產(chǎn)，這是一種幫助降低供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)的解決方案。
二十多年來，砂型 3D 打印已在鑄造廠中用于制造金屬鑄造工具，如今的粘合劑噴射系統(tǒng)可生產(chǎn)具有批量輸出的精密模具和型芯。工業(yè)打印頭選擇性地將粘合劑沉積到沙粒床中，一次形成一層薄薄的固體部分，類似于在紙上打印。
●ExOne 致力于幫助量化對(duì)砂型 3D 打印技術(shù)的需求，以構(gòu)建用于快速更換金屬鑄件的采購(gòu)方式。與各種合作伙伴一起，致力于開發(fā)相關(guān)閾值，以建立一種方法，確定何時(shí)采購(gòu)由數(shù)字模具和型芯制成的鑄件是有效和經(jīng)濟(jì)的。
●還可以利用 3D 打印的優(yōu)勢(shì)來提高難以采購(gòu)的組件的質(zhì)量，這些組件在鑄造過程中經(jīng)常遇到質(zhì)量和一致性問題。使用粘合劑噴射構(gòu)建模板提供了一種設(shè)計(jì)自由度，可以實(shí)現(xiàn)鑄造工具的創(chuàng)新——?jiǎng)?chuàng)建復(fù)雜、鞏固的幾何形狀，從而實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)工藝無法實(shí)現(xiàn)的輕量化和優(yōu)化零件性能。
●增材制造的設(shè)計(jì)自由釋放了諸如減少?gòu)U料的核心整合或有機(jī)索具功能等好處，這些功能有助于首次澆注的順利進(jìn)行，以使精密關(guān)鍵鑄件快速投入使用。
兩周內(nèi)更換過時(shí)的零件 - 3D打印來“救援”
船用發(fā)動(dòng)機(jī)在惡劣的環(huán)境中運(yùn)行，經(jīng)常暴露在潮濕和水（通常是鹽水）中，這會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)部件劣化。由于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)通過高氣缸壓力和熱量產(chǎn)生燃燒，它們必須以高壓縮比運(yùn)行，以產(chǎn)生足夠的熱量來自動(dòng)點(diǎn)燃柴油燃料。氣缸蓋是發(fā)動(dòng)機(jī)中的關(guān)鍵部件，它支持其他重要部件，例如燃油噴射器和進(jìn)氣門和排氣門。它們位于缸套法蘭頂部并用螺母和螺栓固定在氣缸體上，它們暴露在極高的溫度和壓力下，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的快速加熱和冷卻而膨脹和收縮。由于這些環(huán)境條件，船用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)必須能夠承受與高冷卻要求有關(guān)的極端壓力。
泰國(guó)造船廠 Hi-Tech Marine Engineering 面臨氣缸蓋因過熱產(chǎn)生的大量應(yīng)力而出現(xiàn)裂紋的問題。由于一周中的每一天都在運(yùn)營(yíng)，貨船需要快速維修才能恢復(fù)使用，但損壞的部件已有近十年的歷史，并且不再由 OEM 供應(yīng)商生產(chǎn)。“交貨時(shí)間對(duì)我們的業(yè)務(wù)至關(guān)重要——我們不能等待零件，因?yàn)槲覀円恢痹谶\(yùn)營(yíng)，所以我們需要在預(yù)算內(nèi)快速周轉(zhuǎn)，”HiTech Marine 的所有者 Aomthep CheinSuwan 說。
傳統(tǒng)更換零件的交貨時(shí)間超過 10 個(gè)月，而且投資成本非常高。由于氣缸蓋是沒有工具的傳統(tǒng)零件，因此必須首先制造全新的模型和芯盒組才能生產(chǎn)替換鑄件。然而，Hi-Tec Marine 需要在 4 周內(nèi)更換零件，任何海外訂單至少需要 8 周，而且運(yùn)輸成本增加。
Speed 3D Mold 是一家位于泰國(guó)的鑄造和原型開發(fā)車間，其解決方案是提供高質(zhì)量的替換零件，并能快速周轉(zhuǎn)。Speed 3D Mold 工程部主管 Nattinee Valun-araya 說：“對(duì)于我們的海事行業(yè)客戶來說，有許多舊零件需要更換，速度是及時(shí)維護(hù)以保持系統(tǒng)正常運(yùn)行的最重要因素。”
△傳統(tǒng)的替換鑄件需要 10 個(gè)月的模具交貨時(shí)間，使用砂型3D打印生產(chǎn)的，在幾周內(nèi)即可交付。
Speed 3D Mold 的工程部門在提供鑄件模擬支持、砂型 3D 打印以及原型和替換鑄件方面擁有十多年的經(jīng)驗(yàn)，為 Hi-Tech Marine 提供逆向工程服務(wù)。團(tuán)隊(duì) 3D 掃描原始零件以創(chuàng)建數(shù)字 CAD 文件，該文件可用于開發(fā) 3D 打印模具和核心包以鑄造新組件。使用粘結(jié)劑噴射 3D 打印，不需要硬工具來創(chuàng)建替代鑄件，而是直接從 CAD 文件中在沙子中逐層構(gòu)建模具和型芯。
通過數(shù)字鑄造，Speed 3D Mold 還能夠?qū)α慵M(jìn)行快速迭代，以確保 Hi-Tech Marine 的替換氣缸蓋的最佳質(zhì)量。該零件包含許多復(fù)雜的特征，包括大的厚度差異和小的冷卻通道，但可以通過數(shù)字鑄造工藝輕松修改。增材制造的設(shè)計(jì)自由度還允許 Speed 3D Mold 更新冷卻通道的設(shè)計(jì)，并在模具內(nèi)自由放置索具系統(tǒng)，而不受傳統(tǒng)鑄件設(shè)計(jì)的限制。
復(fù)雜的 725 x 630 x 572 毫米模具包包含 19 件在 S-Max 粘合劑噴射系統(tǒng)上在短短 10 小時(shí)內(nèi)打印出來的 3D 部件，尺寸或形狀都可以保證。近 100 公斤的替換氣缸蓋采用灰口鑄鐵鑄造，最終部件在短短兩周內(nèi)交付給 Hi-Tech Marine。只為一個(gè)替換零件制造模具的巨額資本投資并不經(jīng)濟(jì)，但 Speed 3D Mold 使用 ExOne 砂粘合劑噴射直接打印模具包的解決方案與傳統(tǒng)生產(chǎn)相比可節(jié)省 40%。
來源：https://www.3ddayin.net/xinwenpindao/shendujiedu/43089.html
