從精小零件到百噸鑄件都能打印，了解3D打印在鑄造中的工作原理

鑄造工程師

2021年5月14日 09:37

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鑄造，就是往一個模具里頭灌熱的金屬漿，金屬漿成型冷卻后就有了預(yù)期的形狀。

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是不是很像香港的著名小吃雞蛋仔，也是把雞蛋漿放入一個黑色的插著電的有很多球型隆起的模具里，那么等下成型后的樣子就是一個個圓球狀的啦。

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工業(yè)產(chǎn)品的鑄造，可不像雞蛋仔的形狀那么簡單。很多工業(yè)零件的模具，是由一整套組合拼接、組合而成。

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這一整套模具，都可以通過3D打印技術(shù)來完成。在3D打印機的CAD文件里，一整套模具是這樣“平躺”在打印臺上的。

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由于成型缸的空間是比較充裕的，所以出于節(jié)省成本的考慮，在打印之前，工程師能夠把很多模型文件都導(dǎo)入進(jìn)去。所以每次打印之前，模型數(shù)據(jù)看起來密密麻麻的。

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打印數(shù)據(jù)文件準(zhǔn)備好后，就可以把成型箱推入到打印機里，開始安排打印了。

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與常見的桌面型3D打印機不同，一臺砂型3D打印機體積是相當(dāng)大的，因此只有在工廠里才能看到。以2米×1米×1米成型體積的3D打印機德國Voxeljet為例，下圖可以直觀地看到機器與人的大小比例。

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3D打印的過程，就是先鋪一層砂，用粘接劑進(jìn)行固化，然后層層疊加。砂模的材料是石英砂，由于是利用樹脂把砂材料粘結(jié)起來，所以這種砂也叫樹脂砂。

樹脂砂材料的層厚可以低至僅僅300微米（三根人類頭發(fā)絲的厚度）。

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打印過程

在模具領(lǐng)域，樹脂砂被各國公認(rèn)為是未來的發(fā)展方向。美國、日本和瑞士等國已經(jīng)采用樹脂砂鑄造出單件達(dá)幾十噸或上百噸的鑄件。而利用3D打印制成的樹脂砂，在成本、交付時間上都有著明顯的優(yōu)勢，并且不受到復(fù)雜幾何形狀的制約。

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打印完成后，工作人員在成型箱前進(jìn)行清理

打印完成后就是鑄造的過程。

3D打印工業(yè)品，更像是藝術(shù)品。他們代表了智能制造的未來，帶來了巨大的經(jīng)濟效益，也直接或間接地讓我們的生活更加美好。

企業(yè)簡介

廣東峰華卓立科技股份有限公司，是中國砂型3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的開創(chuàng)者，其技術(shù)源于“中國3D打印第一人”——清華大學(xué)顏永年教授。1997年，為推動我國無模鑄型技術(shù)的發(fā)展，在清華大學(xué)激光快速成形中心的實驗室里，顏永年教授為團(tuán)隊開啟了3D無模鑄型技術(shù)攻關(guān)工作，經(jīng)過十余年孜孜不倦地努力，2010年終于成功開發(fā)出中國原創(chuàng)的第一代PCM無模鑄型3D打印機，并率先成功應(yīng)用到汽車、泵閥等領(lǐng)域。

目前，峰華卓立公司在中國創(chuàng)造了三個第一：第一家成功開發(fā)3DP砂型打印設(shè)備的企業(yè)、第一家成功將3DP砂型打印設(shè)備應(yīng)用于鑄造工藝實踐的企業(yè)、第一家將3DP打印設(shè)備出口海外的企業(yè)。峰華卓立通過二十余年的發(fā)展，掌握了從3D打印設(shè)備開發(fā)到控制系統(tǒng)及軟件、打印耗材等多項核心技術(shù)，通過自身近二十年的從三維數(shù)據(jù)處理到將3D打印砂型技術(shù)與鑄造工藝完美結(jié)合的工藝實踐，讓我們比別人更懂得用戶的需要，持續(xù)改進(jìn)成就了峰華卓立的3D打印設(shè)備比肩世界的頂尖技術(shù)優(yōu)勢。更加高效的設(shè)備讓我們幫助用戶不斷提升他們的生產(chǎn)效率，關(guān)鍵耗材的研發(fā)也極大地降低了用戶的生產(chǎn)成本。我們不僅能為用戶提供高精度、多工藝模式的高速3D打印設(shè)備，而且可為用戶提供包括砂型轉(zhuǎn)運、澆注、鑄件清理等基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的一攬子智能化解決方案，讓傳統(tǒng)的鑄造工廠變得更加智能、高效。

峰華卓立公司旗下增材制造裝備事業(yè)部專注于3D打印設(shè)備自主研發(fā)與制造、3D打印各類耗材的研發(fā)與銷售，快速制造事業(yè)部則致力于復(fù)雜零部件的3D打印快速制造、三維數(shù)據(jù)處理及3D成型技術(shù)應(yīng)用研發(fā)實踐。目前，我們已為國內(nèi)數(shù)十家企業(yè)和研發(fā)機構(gòu)提供了3D打印設(shè)備，同時，為國內(nèi)外400余家大型企業(yè)提供了各種復(fù)雜零部件的快速制造服務(wù)，涵蓋了汽車、軍工、航空航天、船舶、泵閥、新能源、軌道交通、工程機械、礦山機械、建筑、鑄造、模具等眾多領(lǐng)域。

2020年年初，峰華卓立隆重推出第四代砂型3D打印機升級版！

結(jié)構(gòu)更緊湊，外觀更亮麗，功能更全面

①實現(xiàn)打印效率行業(yè)領(lǐng)先，同等機型與同行相比較，在節(jié)省噴頭數(shù)量的情況下，打印效率還優(yōu)于同行，已經(jīng)推出的大型機PCM2200打印時間小于24秒/層。

②降低使用成本方面實現(xiàn)余砂在線循環(huán)回收使用，很好地解決了余砂浪費或集中再生砂所帶來浪費問題。

③方便客戶使用操作方面實現(xiàn)打印參數(shù)工藝配方化，開放數(shù)十種打印參數(shù)模式供客戶自行設(shè)置調(diào)配，客戶可以根據(jù)自身工廠鑄造特點，自行更改打印參數(shù)，打印出符合自身工廠使用的砂型。

④實現(xiàn)砂型邊緣內(nèi)部墨量可變、砂型局部加密打印的功能，對砂型鑄造來講都十分有利，能保證砂型外邊緣有足夠的強度，在其內(nèi)部少噴墨水，這樣既能降低砂型的發(fā)氣總量，降低使用成本，也能提高砂型透氣性。

⑤局部加密功能，能對砂芯的單薄位置加強噴墨，提高局部的強度，解決鑄造壁薄砂芯斷芯問題。

峰華卓立是國內(nèi)從事砂型3DP工藝最久遠(yuǎn)的企業(yè)，也是國內(nèi)砂型打印行業(yè)的風(fēng)向標(biāo)，峰華卓立的第四代3D砂型打印機正如企業(yè)標(biāo)語“創(chuàng)世界領(lǐng)先技術(shù)，立3D行業(yè)標(biāo)桿”一樣，當(dāng)國內(nèi)單機第一。