3D打印鑄造工藝和3D打印造型工藝
鑄造從銅石時代開始就為人所知–經(jīng)過幾千年的發(fā)展,它已經(jīng)成為一種工業(yè)標準,現(xiàn)在已經(jīng)無法想象各種各樣的行業(yè)沒有它作為一種成型工藝。今天,有許多不同的方法來生產(chǎn)鑄件。下面我們提供一個各種鑄造工藝的概述。
什么是造型和鑄造工藝?
維捷為鑄造提供創(chuàng)新技術,生產(chǎn)3D打印砂型
最古老和最廣泛的鑄造方法之一是所謂的砂型鑄造。在這個過程中,液態(tài)金屬被倒入一個砂模。通常情況下,需要一個模型來創(chuàng)建模具。通常由木材或類似材料制成,用石英砂澆鑄,并加入各種粘合劑??梢酝ㄟ^將砂芯插入模具來創(chuàng)造空腔。鑄造完成后,包括芯子在內的模具被銷毀。這一原則被稱為失模。由于其較高的尺寸精度和表面質量,砂型鑄造特別適用于核心密集型、多部件成型和復雜的鑄造部件,不僅可用于原型建造,也可用于中小型系列的批量制造。幾乎所有可鑄造的合金都可以用砂型鑄造加工。
投資鑄造
熔模鑄造可用于生產(chǎn)高度精確和絲狀的鑄件。在各種鑄造工藝中,熔模鑄造以其復雜性和成本密集型而脫穎而出。與其從實體模型中塑造一個底片,不如用蠟或塑料作為正片來塑造所需的部件。然后在鑄造廠將模型涂上幾層陶瓷,制作成模具。當陶瓷被燒制后,模型融化,留下一個空心的陶瓷模具。然后將熔化的金屬倒入其中。根據(jù)不同的組件,多重封裝的過程可能需要數(shù)天至數(shù)周。熔體凝固后,模具被破壞,鑄造的部件被重新加工或精制,以便最終使用。幾乎所有的可鑄合金都可用于熔模鑄造工藝。
壓鑄件
壓鑄是一種主要用于大規(guī)模和系列化生產(chǎn)的鑄造工藝。熔點較低的合金,如鋁或鎂,主要用于鑄造。在鑄造過程中,熔化的金屬在高壓下被壓入一個通常是金屬的永久模具中。嵌入在模具中的冷卻通道確保熔體迅速凝固,部件用推桿從模具中釋放出來。這種鑄造生產(chǎn)工藝能夠在很短的時間內以較低的單件成本生產(chǎn)出非常大的數(shù)量,但卻限制了部件的可能復雜性。鑄造部件的特點是具有非常好的表面性能,公差小,精度高。
重力壓鑄
與砂型鑄造類似,重力鑄造也用于重力鑄造。然而,在這個鑄造過程中,使用的不是砂模,而是永久模具或金屬模具。金屬比沙子更容易導熱。因此,熔體的熱量散失得更快,熔體凝固得更快,結構更密。這導致了鑄造部件的更高強度。由于工藝步驟的可重復性和模具的可重復使用性,重力壓鑄也可以(部分地)自動完成較高的數(shù)量。在永久模鑄造中,也主要使用低熔點的合金,如鋁和鎂。
voxeljet為鑄造工藝提供了哪些創(chuàng)新技術?
憑借我們的粘結劑噴射技術,我們?yōu)樯靶丸T造和熔模鑄造提供創(chuàng)新的解決方案,在確保高質量(3D打印鑄造)結果的同時,簡化了耗時和成本密集的增值過程。利用現(xiàn)代3D打印技術,我們在工業(yè)3D打印機上生產(chǎn)3D打印模具和模型,無需工具,精度最高。我們使用標準的鑄造材料,如石英砂和典型的粘合劑系統(tǒng),如呋喃和酚醛樹脂以及無機粘合劑。
砂型鑄造的粘合劑噴射
對于砂型鑄造,經(jīng)典的石英砂適合用于制造模具。對于印芯,我們使用各種特殊的沙子,如陶瓷珠或鉻礦。3D打印在一個完全自動化的建層過程中生產(chǎn)模具。在這個過程中,一層薄如蟬翼的沙子被涂在一個建筑平臺上,然后被打印頭選擇性地粘合起來。然后再涂上一層新的沙子,再粘上。這些3D打印工藝步驟重復進行,直到模具完全印好。數(shù)字CAD數(shù)據(jù)作為施工計劃。在3D打印之后,模具被手動抬出砂床,并從多余的非膠合砂中解放出來。在拆開包裝和整理之后,模具就可以立即使用和鑄造。
用于熔模鑄造的粘結劑噴射
對于熔模鑄造,我們使用精細的丙烯酸粉末(PMMA/聚甲基丙烯酸甲酯),用它來3D打印模型的分層構造過程,就像沙子打印一樣。同樣,一層細小的粉末被涂在一個建筑平臺上,并由打印頭選擇性地粘合在一起。然后將打印好的模型浸入蠟浴中,以密封表面并確保精確的鑄造結果。打印出來的PMMA模型可以像傳統(tǒng)的蠟型一樣處理,可以無縫集成到現(xiàn)有的熔模鑄造工藝中。聚合物粉末的負膨脹系數(shù)確保了模型在陶瓷模具燒制時沒有殘留物而燒毀。
鑄造業(yè)如何從Voxeljet的新鑄造工藝中受益?
Voxeljet的粘結劑噴射技術為鑄造業(yè)提供了許多優(yōu)勢。工具的時間密集型制造過程被消除了,由于3D打印的幾何自由度,暗切不再起作用,產(chǎn)品開發(fā)周期可以縮短許多倍。
- 優(yōu)化成本
- 任何規(guī)模的生產(chǎn)
- 加快進入市場的時間
- 讓不可能成為可能
- 無縫整合
- 產(chǎn)品設計中的自由
還有哪些行業(yè)可以使用Voxeljet的造型和鑄造工藝?
在垂直價值鏈中,鑄造業(yè)是各種行業(yè)的最重要支柱之一。汽車、海洋、能源、航空航天、泵和重工業(yè)等等,都從3D打印工業(yè)中受益。他們都可以從先進的粘結劑噴射技術和鑄造過程中的模具和模式的3D打印中獲得顯著和可持續(xù)的收益–特別是在輕量化優(yōu)化的大背景下,越來越復雜的產(chǎn)品。除了金屬鑄造,3D打印部件還被用于建筑、電影和娛樂業(yè)以及體育和休閑領域,等等。