Nell'industria della fonderia tradizionale, la costruzione di forme in sabbia è sempre stata un aspetto chiave che influisce sulla produttività, sui costi e sulla capacità di formare getti strutturali complessi. Con l'aumento della domanda del mercato di fusioni di alta precisione, con tempi di consegna brevi e con strutture complesse, i metodi tradizionali di formatura manuale e di costruzione di stampi hanno avuto difficoltà a soddisfare i moderni requisiti di produzione. Le stampanti 3D a sabbia, in quanto tecnologia avanzata di produzione additiva, possono stampare direttamente stampi e anime in sabbia complessi senza bisogno di stampi, abbreviando notevolmente il ciclo di produzione, riducendo i costi e migliorando la libertà di progettazione. Questo articolo analizza i motivi per cui le fonderie tradizionali dovrebbero prendere in considerazione l'introduzione della tecnologia di stampa 3D della sabbia per migliorare la competitività, ottimizzare i processi produttivi e soddisfare la domanda del mercato di fusioni efficienti e precise. Questo articolo è stato scritto esclusivamente per i proprietari di fonderie e ci auguriamo che possa ispirarvi.

Come titolare di una fonderia, vi capita spesso di trovarvi in questa situazione?

-I clienti vogliono fare piccole quantità di parti di prova, fare uno stampo in metallo a 200.000, il risultato dell'ordine è solo 50 pezzi, un calcolo ha trovato che il costo dello stampo è più che il denaro guadagnato, può solo rinunciare all'ordine!
--Il cliente ha ricevuto un ordine per un pezzo aerospaziale con struttura a nido d'ape, e l'errore di assemblaggio del nucleo di sabbia tradizionale era maggiore della dimensione del pezzo, ed è stato un grande mal di testa fissare la fusione scartata!
--Concorrenti con la stampa 3D ha preso una nota batteria automobilistica ordini, la loro offerta è inferiore agli altri 30% o non ha vinto l'offerta, e, infine, ha chiesto la consegna di altri più veloce di noi 2 mesi, molto impotente!

-I clienti non si muovono per cambiare il design, più di 300 set di stampi di scarto accatastati nel magazzino, controllare i conti ha scoperto che l'inventario stampo occupato mezzo anno di profitto, che è troppo doloroso da gustare!

-I clienti hanno inviato una struttura complessa dei pezzi sopra, e ha detto che il prezzo non è un problema, una valutazione ha trovato che il processo di fusione tradizionale non può essere fatto, guardando a tali ordini ad alto valore aggiunto può solo essere rinunciato!

Qui di seguito aiutiamo tutti i capi uno per uno a fare chiarezza, un articolo per farvi comprendere appieno la tecnologia di fusione in sabbia con stampa 3D!

Che cos'è la stampa 3D con sabbia?

La stampa 3D su sabbia è una tecnologia relativamente nuova: in parole povere, è come costruire dei blocchi, con un materiale speciale che si "impila" strato per strato nella sabbia di colata.

In passato, il metodo tradizionale per la realizzazione di stampi in sabbia poteva richiedere la creazione di uno stampo e poi l'utilizzo dello stampo per modellarlo, un processo complicato che può risultare particolarmente difficile e costoso se si vogliono realizzare stampi in sabbia con forme molto strane e complesse. La stampa 3D con sabbia è diversa: funziona con un modello 3D nel computer. Si inseriscono i dati del modello 3D della fusione progettata nella stampante 3D e la stampante, in base alla forma e alla struttura del modello, inserisce sabbia speciale o materiali simili alla sabbia, secondo lo strato per strato in modo preciso e si lega, proprio come se si utilizzassero innumerevoli "pezzi di sabbia" molto sottili per costruire gradualmente un modello di sabbia completo. In questo modo, non importa quanto sia complessa la forma, purché possa essere progettata al computer, può essere stampata, la velocità è abbastanza veloce e non è necessario realizzare stampi complessi come il metodo tradizionale, risparmiando molto tempo e costi.

Principio della stampante 3D a sabbia

La stampa 3D su sabbia viene solitamente eseguita utilizzandoBinder Jetting (BJ)I principi di base sono i seguenti:

1. spargere sabbiaLa stampante distribuisce uniformemente sulla piattaforma di stampa una sabbia di colata specifica (ad esempio, sabbia di silice, sabbia ceramica o sabbia rivestita).
2. legante sprayGli ugelli spruzzatori spruzzano con precisione il legante secondo un modello computerizzato (dati CAD) per unire i grani di sabbia in un'area specifica.
3. accumularsi ripetutamenteLa piattaforma viene abbassata, la sabbia viene nuovamente sparsa e il legante viene spruzzato, indurendo e modellando strato per strato fino a completare l'intera stampa su sabbia.
4. ritrattareRimozione della sabbia sciolta non legata, indurimento e pulizia dello stampo in sabbia stampato, che può essere successivamente utilizzato per la fusione di metalli.

Quali sono i problemi principali affrontati dalla fusione in sabbia con stampa 3D?

L'esistenza o la nascita di ogni tecnologia deve avere una sua "missione". Comunemente conosciuta come soluzione a un problema specifico, per soddisfare la domanda del mercato, è questo il valore della sua esistenza. Di seguito diamo uno sguardo alla tecnologia di stampa 3D della sabbia per risolvere i problemi spinosi incontrati nella fusione tradizionale:

• Produzione di pezzi di forma complessaLa colata di sabbia tradizionale è difficile e costosa per la produzione di forme complesse, come i sottili canali di raffreddamento all'interno delle pale dei motori aeronautici, che sono difficili da modellare con precisione con i processi tradizionali. La sabbia stampata in 3D può facilmente trasformare in realtà forme complesse basate su modelli digitali, dalla sabbia con un denso blocco concavo e convesso del motore automobilistico alla sabbia con la sottile struttura bionica del guscio esterno del dispositivo medico, che può essere resa perfettamente.
• lunghi tempi di produzioneLa colata in sabbia tradizionale richiede un lungo processo di progettazione di stampi, produzione di stampi, debug di stampi, ecc. e il ciclo di produzione di stampi su larga scala spesso supera i mesi. La sabbia di stampa 3D non ha bisogno di creare stampi e stampa direttamente in base al modello digitale; le modifiche al progetto possono essere apportate solo manipolando il modello al computer e ristampando il modello, il che accorcia notevolmente il ciclo di produzione. Ad esempio, per la ricerca e lo sviluppo di un nuovo blocco motore per autoveicoli, il rifacimento tradizionale dello stampo di colata dura almeno due settimane, mentre la stampa 3D della sabbia può essere completata il giorno stesso della stampa del nuovo modello e il giorno successivo può essere messa in colata.
• Difficoltà nel controllo dei costiLo spreco di materiale nella produzione di stampi tradizionali è grave, il tasso di utilizzo di stampi complessi è inferiore a 30% e i costi di manodopera sono elevati. La stampa 3D di sabbia su richiesta, sabbia accurata, tasso di utilizzo del materiale superiore a 90%, riduce gli sprechi. L'elevato grado di automazione del processo di stampa può ridurre i costi di manodopera. Prendiamo come esempio una piccola fonderia, con una capacità produttiva annua di 5.000 pezzi di getti di piccoli raccordi per tubi, dopo l'introduzione della sabbia stampata in 3D, il costo del materiale sarà ridotto di 150.000 yuan all'anno e il costo della manodopera di 200.000 yuan.
• Bassa precisione dei gettiLo stampo tradizionale in sabbia è soggetto a usura dello stampo, errore di montaggio della superficie di separazione, deviazione delle dimensioni della colata spesso superiore a ±1 mm, successiva lavorazione, spreco di materiale, all'allentamento locale, all'intrappolamento della sabbia e ad altri difetti, con conseguenti proprietà meccaniche non uniformi dei getti. Il modello di sabbia stampato in 3D dal modello digitale dell'azionamento preciso, l'accuratezza delle dimensioni della sabbia fino a ±0,5 mm o meno, può raggiungere una compattezza uniforme, per evitare che la sabbia si allenti in modo non uniforme e, allo stesso tempo, ottimizzare il processo di solidificazione per ridurre in modo significativo i fori di ritiro, il restringimento, per garantire una qualità interna affidabile della colata. Allo stesso tempo, il processo di solidificazione è ottimizzato per ridurre significativamente i fori da ritiro e l'allentamento da ritiro, garantendo così una qualità interna stabile e affidabile dei getti.
• Alta pressione ambientaleLa produzione tradizionale di stampi di fusione produce una grande quantità di rifiuti metallici e plastici, mentre la produzione di sabbia per la stampa 3D consente di riciclare e riutilizzare la sabbia inutilizzata, con pochissimi rifiuti, e il processo di stampa non richiede un gran numero di leganti chimici, riducendo l'emissione di gas pericolosi e migliorando l'ambiente dell'officina. Secondo le statistiche, dopo l'utilizzo della sabbia per la stampa 3D, le emissioni di rifiuti della fonderia si sono ridotte di oltre 80%, le concentrazioni di polveri e gas nocivi hanno raggiunto gli standard ambientali.

Come fa una fonderia a valutare se ha bisogno di acquistare una stampante 3d a sabbia?

Il prezzo di una stampante 3D a sabbia non è economico (di solito più grandi sono le dimensioni, più costoso è il prezzo), l'acquisto è relativamente prudente, soprattutto per le fonderie di piccole e medie dimensioni. Per aiutare i capi a valutare se è necessario acquistarla, abbiamo compilato alcuni punti di valutazione qui di seguito, per dare ai capi delle fonderie tradizionali un riferimento, e poi in base alla propria situazione decidere se acquistare:

requisito di produzione

• Complessità del prodottoSe le fonderie producono spesso getti con forme complesse, strutture fini o canali interni, come le pale dei motori aeronautici, i blocchi cilindri automobilistici, ecc. è difficile soddisfare i requisiti del processo tradizionale, le stampanti 3D a sabbia possono rappresentare un vantaggio.
• Dimensioni e volume della produzionePer le fusioni di piccole dimensioni e multivariate, le stampanti 3D a sabbia offrono la flessibilità di cambiare rapidamente i prodotti senza bisogno di stampi, riducendo i costi e i tempi di ciclo. Tuttavia, per le fusioni di grandi dimensioni e monovarietali, i processi tradizionali possono essere più convenienti.
• Requisiti del periodo di consegnaLe stampanti 3D a sabbia consentono tempi di consegna più brevi e una risposta più rapida agli ordini se il cliente ha tempi di consegna stringenti.

efficacia dei costi

• Investimenti in attrezzatureè necessario tenere conto dei costi di acquisto di una stampante 3D a sabbia, dei costi di installazione e messa in funzione e dei costi di manutenzione.
• costo di esercizioInclude i materiali di stampa, il consumo energetico, i costi di manodopera, ecc. Confronto con il processo di fusione tradizionale e analisi dei costi di gestione a lungo termine, alti e bassi.
• guadagno potenzialeConsiderate i potenziali vantaggi dell'utilizzo di stampanti 3D a sabbia in termini di miglioramento della qualità dei prodotti, tempi di ciclo più brevi e riduzione degli scarti.

capacità tecnica

• Competenze dei dipendentiValutare il grado di padronanza della tecnologia di stampa 3D da parte dei dipendenti esistenti e stabilire se è necessario formarli o assumerli come specialisti.
• Assistenza tecnicaCapire la capacità di assistenza tecnica del fornitore di apparecchiature, compreso se i servizi come l'installazione e la messa in servizio, la formazione e la riparazione dei guasti sono tempestivi ed efficaci.

concorrenza di mercato

• Tendenze del settoreTenete d'occhio i vostri colleghi per vedere se stanno già adottando la stampa 3D a sabbia e se i concorrenti la stanno già utilizzando e stanno ottenendo un vantaggio, le fonderie potrebbero dover considerare di acquistarla per rimanere competitive.
• necessità del clienteL'acquisto di stampanti 3D a sabbia può contribuire a soddisfare le esigenze dei clienti che desiderano che le fonderie adottino tecnologie avanzate per migliorare la qualità e la produttività dei prodotti e per aumentare la competitività sul mercato.

requisito ambientale

• Se i requisiti locali di protezione ambientale sono severi, il processo di fusione tradizionale è sottoposto a grandi pressioni in termini di trattamento della sabbia di scarto e di emissioni di gas di scarico, ecc.

Che tipo di talento è necessario per la stampa 3D su sabbia?

Considerando che molte imprese tradizionali di fonderia potrebbero non essere dotate di professionisti legati alla fusione in sabbia con stampa 3D, abbiamo appositamente raccolto la posizione dei lavoratori che devono avere quali aspetti delle competenze e delle mansioni abituali, in modo che le fabbriche nel reclutamento per fare riferimento.

Requisiti professionali:

1. Ingegneria meccanica, Scienza dei materiali, Ingegneria delle fonderie, Fabbricazione additivae altre professioni correlate;
2. La familiarità con la tecnologia di stampa 3D con sabbia (Binder Jetting) e l'esperienza nell'utilizzo delle relative attrezzature sono preferibili;
3. Competenza nell'uso diSoftware CAD e di modellazione 3D (ad es. SolidWorks, AutoCAD, Magics, ecc.)con competenze di base nell'elaborazione dei dati;
4. Comprensione del processo di fusione, familiarità con le proprietà dei materiali della sabbia, processo di post-trattamento e analisi dei comuni difetti di fusione;
5. Capacità di mantenere e risolvere i problemi delle apparecchiature e di risolvere in modo indipendente i problemi comuni di funzionamento delle apparecchiature;
6. Buon giocatore di squadra, in grado di lavorare a stretto contatto con gli ingegneri di fusione e il team di produzione per ottimizzare il processo di produzione;
7. Forte capacità di apprendimento, in grado di cogliere rapidamente le nuove tecnologie, e vivo interesse per l'applicazione della produzione additiva nel settore della fonderia.

Descrizione del lavoro:

1. essere responsabile diStampante 3D a sabbiaoperazioni quotidiane, compresa la messa in funzione delle apparecchiature, l'esecuzione dei lavori di stampa e il controllo della qualità;
2. Elaborazione dei dati di stampa 3D, compresa l'ottimizzazione del modello CAD, lo slicing e le impostazioni dei parametri di stampa;
3. Supervisionare il processo di stampa per garantire che la qualità dello stampo in sabbia soddisfi i requisiti di colata e che vengano eseguite le necessarie lavorazioni successive (ad esempio, pulizia, indurimento, ecc.);
4. è responsabile della manutenzione delle apparecchiature, della risoluzione dei problemi nel processo di stampa per garantire un funzionamento stabile delle apparecchiature;
5. Collaborare con il team della tecnologia di fusione per ottimizzare il processo di stampa 3D degli stampi di sabbia per migliorare la qualità della fusione e l'efficienza della produzione;
6. Ricercare e introdurre nuovi materiali e processi per migliorare continuamente l'applicazione della stampa 3D a sabbia nella produzione di colate;
7. Responsabile della formazione interna del personale sulla tecnologia di stampa 3D per migliorare il livello tecnico generale del team.

riassunti

In sintesi, la tecnologia di stampa 3D a sabbia porta molte opportunità e cambiamenti per le fonderie tradizionali, in grado di risolvere efficacemente il processo di fusione tradizionale, che deve affrontare problemi di produzione di parti di forme complesse, un lungo ciclo di produzione, un difficile controllo dei costi, una scarsa precisione di fusione, nonché la pressione sulla protezione ambientale e una serie di questioni spinose. Attraverso una valutazione completa della domanda di produzione, dell'efficacia dei costi, delle capacità tecniche, della concorrenza di mercato e dei requisiti ambientali, i proprietari delle fonderie possono valutare in modo più scientifico e razionale se introdurre la stampante 3D a sabbia. Dotato di personale tecnico professionale, è quello di garantire che questa tecnologia in fonderia in l'atterraggio regolare, giocare la chiave per le massime prestazioni.

Nel mercato sempre più competitivo delle fonderie, prendere l'iniziativa di abbracciare le nuove tecnologie, apportare attivamente i cambiamenti, può essere in grado di cogliere la prima opportunità per realizzare la trasformazione e l'aggiornamento delle imprese e lo sviluppo sostenibile. Per le fonderie tradizionali, la tecnologia di stampa 3D con sabbia non è solo un cambiamento tecnologico, ma anche una svolta nello sviluppo dei colli di bottiglia, per migliorare la competitività di base dell'opportunità perfetta. Spero che tutti i capi delle fonderie possano combinare la situazione reale delle proprie imprese, soppesare appieno i pro e i contro, per prendere le decisioni più adatte allo sviluppo a lungo termine dell'impresa, in modo che l'impresa, nella marea dei tempi, possa cavalcare le onde, navigando verso un più ampio mare blu del mercato.