铸造工艺,就是往一个模具里头灌热的金属浆,金属浆成型冷却后就有了预期的形状。
很多工业零件的模具,是由一整套组合拼接、组合而成。
这一整套模具,都可以通过3D打印技术来完成。在3D打印机的CAD文件里,一整套模具是这样“平躺”在打印台上的。
由于成型缸的空间是比较充裕的,所以出于节省成本的考虑,在打印之前,工程师能够把很多模型文件都导入进去。所以每次打印之前,模型数据看起来密密麻麻的。
打印数据文件准备好后,就可以把成型箱推入到打印机里,开始安排打印了。
与常见的桌面型3D打印机不同,一台砂型3D打印机体积是相当大的,因此只有在工厂里才能看到。
3D砂型打印的过程,就是先铺一层砂,用粘接剂进行固化,然后层层叠加。砂模的材料是石英砂,由于是利用树脂把砂材料粘结起来,所以这种砂也叫树脂砂。
打印完成后就是铸造的过程。我们以涡轮工业件的制作为例,看看它是怎么被铸造出来的。
在第三步,我们看到“3D打印模具与传统模具的组合”。因为一套模具往往是由砂芯和外模组合在一起的,砂芯的结构比较复杂,外模相对简单。所以很多厂家出于成本的考量,只用3D打印来制作砂芯,外模还是用传统工艺制造。
3D打印与传统的铸造模式的对比。
在铸造工业中,传统的流程一般是:
CAD设计→预处理→工装夹具制造→砂型制造→铸造。
周期在4周甚至更长。
而3D打印的流程是:
CAD设计→预处理→砂型打印→铸造。
最快的话5天就可以完成,交货期按“天”计算而不是按“周”。省去了大量昂贵、繁琐的中间环节。