分析3D打印在铸造行业的应用

【编者按】3D打印在铸造行业中的优势是与订单数量密切相关的。用3D打印技术生产零件，设计零件结构时，不用考虑铸造工艺因数的影响，如拔模斜度、铸件最小壁厚等的影响。

3D打印在铸造行业中的优势是与订单数量密切相关的。由下述图表可见，当订单数量超过9件以，3D用于铸造报价没有优势，但是交期优势非常明显，同时，对于有严格交期的企业来说，仍可以接受（比如说在比传统交期明显缩短的前提下，现在3D打印铸件的利润率可以达到平均的300％，主要总报价不超过传统报价，适当的降低利润率报价对于双方都是可以接受的）。当铸件订单数量在38件时，3D打印用于铸造的周期优势也将消失，此时几乎不会有企业选择用3D打印生产铸件。

表1． 报价参考

图1 3D打印与传统报价对比

图2 3D打印与传统交期对比

因此，3D打印用于铸造的优势以及我们可以寻找的客户如下：

3D打印在小批量生产时具有非常明显的速度优势，对于研发某类项目验证有非常明显的优势，如汽车，航天，航空，军工，火车，摩托车，船舶，机械装备，水泵，陶瓷行业等。

对于多种传统铸造难于生产的产品，如0.5mm的涡轮叶片，各种内冷油道，各种结构复杂铸件，也只能通过3D打印生产，此类客户遍布各个领域。

对于艺术件，各类用于批量生产的模具等，也能够广泛应用。

3D打印用于铸造的材料及要求

1、3D打印改善传统的砂型铸造、金属模具铸造

如图3砂型铸造所示，得到一些简单的零件图纸，模具设计时，分成型模和型芯盒两套模具，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；型芯与铸型组合在一起，钻个浇口，浇注，去砂就成了带浇口铸件。金属模具铸造，可以理解为，铸型和型芯是金属制成（而非砂型制成），可以多次利用。
 

图3 砂型铸造

3D打印在砂型的应用就是，把铸型和型芯用3D打印机打出来，减少做模具的费用减少做模具的时间。现在已经普遍使用的3D打印砂型的设备，有微滴喷射技术，激光烧结技术等等。

微滴喷射原理

激光烧结原理

2、熔模铸造、消失模铸造

如图4工艺流程图所示：得到铸件图纸，制造模具，用模具压制与铸件同样的蜡型，把蜡型的蜡流道组成“树”把“树”包一层壳，最后把蜡加热融化，就成了模型，通过浇铸，最终成型。3D打印在熔模铸造中的应用就是，直接打出蜡模（或者是可以替代蜡模的材料，材料性能必须是可燃净、可气化、可在特定环境内融化，膨胀性低，表面光洁度高、有一定强度）减少制作压蜡模具的费用及时间。

一般熔蜡铸造用的材料包括：光敏树脂材料（精度高，燃烧充分一般用于铸造小型珠宝，牙冠，或镍基高温叶片），打印铸造用PS粉（融化后气化），打印铸造用PLA等。
 

图4 工艺流程图

3D打印用于铸造现状

3D打印应用于铸造行业，归根结底，3D打印只是辅助铸造完成几乎所有高难度结构复杂铸件，缩短小批量铸件的生产周期级费用，但由于进口设备的价格较高，铸造行业零散化生产的模式，因此起步较晚，随着国家供给侧改革的力度不断加大与深入，淘汰落后产能及高能耗高污染等行业的趋势，3D打印用于铸造的应用必将越来越广泛。

声明：本网站所收集的部分公开资料来源于互联网，转载的目的在于传递更多信息及用于网络分享，并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。本站部分作品是由网友自主投稿和发布、编辑整理上传，对此类作品本站仅提供交流平台，不为其版权负责。如果您发现网站上所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请第一时间告知，我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容，以保证您的权益！联系电话：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。