3D Druck des Sandgussprozesses drucken: Ein vollständiger Leitfaden zur Veränderung der traditionellen Fertigung

In der Welt der Fertigung, Sandguss war seit langem eine Anlaufstelle zum Erstellen von Metallteilen-von Motorkomponenten bis hin zu Industrieventilen. Aber traditionelles Sandguss ist mit großen Herausforderungen verbunden: Es dauert Wochen, um Sandformen zu machen, Grenzen der Entwurfskomplexität, und kostet viel für die Produktion von Kleinkindern. Hier ist das 3D Druck des Sandgussprozesses drucken verändert das Spiel. Durch die Kombination des traditionellen Casting-Know-how mit der modernen 3D-Drucktechnologie, Dieser Prozess löst diese Schmerzpunkte, schneller Turnaround anbieten, Mehr Designfreiheit, und niedrigere Kosten. Egal, ob Sie ein Produktingenieur sind und ein neues Metallteil entwerfen, Ein Käufer, der die Produktionskosten senken möchte, oder ein Hersteller, der renkte r&D, Dieser Leitfaden führt Sie durch jeden Schritt des 3D -Drucks Sandgussprozesses - mit echten Beispielen und Daten, um den Wert anzuzeigen.

1. Was ist der 3D -Drucksandgussprozess? Kerndefinition

Der 3D Druck des Sandgussprozesses drucken ist eine fortschrittliche Fertigungstechnik, die mit 3D -Druckern Sandformen und Sandkerne erzeugt (Die hohlen Teile in Formen, die Metallkomponenten formen) Für das Gießen von Metallteilen. Im Gegensatz zu herkömmlichem Sandguss - wo Formen von Hand oder mit teurem Werkzeug hergestellt werden - baut die 3D -Druckmethode die Sandformschicht für Schicht mit einem digitalen 3D -Modell auf. Sobald die 3D -gedruckte Sandform fertig ist, Es wird genau wie eine traditionelle Form verwendet: geschmolzenes Metall wird hineingegossen, und nach dem Abkühlen, Die Form ist gebrochen, um das endgültige Metallteil aufzudecken.

Dieser Prozess überbrückt die Lücke zwischen der additiven Fertigung (3D Druck) und subtraktives/traditionelles Casting, die besten Teile von beiden behalten: Die Designflexibilität des 3D -Drucks und die Fähigkeit, starke Metallteile zu produzieren, für die Gießen bekannt ist.

2. Schritt-für-Schritt-Aufschlüsselung des 3D-Drucksandgussprozesses

Der 3D -Drucksandgussprozess verfügt über fünf Schlüsselphasen, Jedes kritisch, um einen hochwertigen Metallteil zu erhalten. Unten finden Sie eine detaillierte Walkthrough, mit Tipps, um häufige Fehler zu vermeiden.

Schritt 1: Designphase - Erstellen Sie ein 3D -Modell der Sandform/des Sandformes/des Kerns

Erste, Sie brauchen eine Digital 3D Modell des Sandformes und des Sandkerns (Wenn das Teil hohle Abschnitte hat). Dies geschieht mit CAD (Computergestütztes Design) Software wie Solidworks oder AutoCAD. Das Modell muss jedes Detail der Form enthalten, wie zum Beispiel:

• Die Form des Metallteils (als „Hohlraum“ in der Form bezeichnet).
• Kanäle für geschmolzenes Metall, um in den Hohlraum zu fließen (genannt "Gates" und "Läufer").
• Lüftungsöffnungen, um Luft fliehen zu lassen, wenn sie Metall gießen (verhindert Blasen im letzten Teil).

Für die Spitze: Arbeiten Sie mit einem Designer zusammen, der sowohl 3D -Druck als auch Casting versteht. Sie werden sicherstellen (Die meisten Metalle schrumpfen 2–5% beim Abkühlen) und Schimmelpilzfestigkeit.

Schritt 2: Vorbereitung drucken - das Modell für den 3D -Drucker schneiden

Sobald das 3D -Modell fertig ist, Es wird verarbeitet Software schneiden (speziell für Sand 3D -Drucker ausgelegt). Die Software teilt das 3D -Modell in dünne Schichten auf (Normalerweise 0,1–0,3 mm dick) und verwandelt es in Anweisungen, die der 3D -Drucker verstehen kann (Wie G-Code).

Sie wählen auch die Art des Sand- und Bindungsmittels aus (Das Material, das Sandkörner zusammenhält) In dieser Phase. Die häufigste Option ist Bindemittel Jitting- Eine 3D -Druckmethode, bei der der Drucker ein Bindmittel auf ein Sandbett spricht, Schicht für Schicht, die Form bauen.

Schritt 3: 3D Druck - Bauen Sie die Sandform und den Kern auf

Nächste, Die 3D Sanddrucker macht sich an die Arbeit. So funktioniert es:

1. Der Drucker verbreitet eine dünne Sandschicht (Normalerweise Kieselsand, Welches ist hitzebeständig) über das Baubett.
2. Ein Druckkopf sprüht das Bindungsmittel auf den Sand, Verhärten der Bereiche, die der ersten Schicht des 3D -Modells entsprechen.
3. Das Build -Bett senkt durch die Dicke einer Schicht, und der Vorgang wiederholt sich - Sand- und Bindungsmittel, bis die gesamte Form oder der Kern gebaut ist.
4. Sobald das Drucken fertig ist, Die Form bleibt für einige Stunden heilt (das Bindungsmittel stärken) Bevor Sie aus dem Drucker entfernt werden.

Schritt 4: Nachbearbeitung-die Form zum Gießen vorbereiten

Nach dem Drucken, Die Sandform braucht eine kleine Reinigung, um sich auf Metallguss vorzubereiten:

• Überschüssigen Sand entfernen: Die Form wird vorsichtig gebürstet, um losen Sand aus dem Hohlraum und Kanälen zu entfernen.
• Die Form zusammenstellen: Wenn die Form zwei Hälften hat (ober und unten) oder ein separater Kern, Sie werden zusammengeklebt oder zusammengeklemmt, um eine einzelne Einheit zu bilden.
• Die Form trocknen: Einige Formen werden leicht erhitzt (50–80 ° C.) Feuchtigkeit zu entfernen - dies verhindert, dass sich Dampf bildet, wenn geschmolzenes Metall gegossen wird (das kann die Form knacken).

Schritt 5: Gussprozess - Metall gießen und den Teil beenden

Endlich, Die 3D -gedruckte Sandform wird für traditionelles Metallguss verwendet:

1. Das Metall schmelzen: Das gewählte Metall (wie Aluminium, Eisen, oder Stahl) ist bis zu seinem Schmelzpunkt erhitzt (Z.B., Aluminium schmilzt bei 660 ° C).
2. Gießen Sie das Metall: Geschmolzenes Metall wird sorgfältig in das Schimmelpilz gegossen. Das Metall fließt durch die Läufer und füllt den Hohlraum, Luft durch die Lüftungsschlitze drücken.
3. Abkühlen und festigen: Die Form wird abkühlen lassen, bis das Metall verhärtet (Die Zeit hängt vom Metalltyp und der Teilgröße ab - mall -Aluminiumteile dauern 1–2 Stunden; Große Eisenteile dauern 6–8 Stunden).
4. Entfernen Sie das Teil: Die Sandform ist auseinandergebrochen (Sand ist oft wiederverwendbar!) das Metallteil enthüllen.
5. Beenden Sie den Teil: Das Teil wird gereinigt, um den übrig gebliebenen Sand zu entfernen, und jedes zusätzliche Metall (Von Toren/Läufern) ist abgeschnitten. Es kann auch geschliffen oder gestrichen werden, um einen glatten Finish zu erzielen.

3. Wichtige Vorteile des 3D -Drucksandgussprozesses (vs. Traditionelles Sandguss)

Der 3D -Drucksandgussprozess bietet vier Hauptvorteile, die es für viele Fertigungsprojekte zu einer besseren Wahl machen. Unten finden Sie einen Vergleich mit dem traditionellen Sandguss, plus Beispiele in der realen Welt.

Vorteil 1: Mehr Design Freiheit für komplexe Teile

Traditionelle Sandgusskämpfe mit komplexen Formen - wie Teilen mit inneren Hohlräumen, dünne Wände, or intricate patterns—because making the mold by hand or with tooling is difficult (or impossible). The 3D printing method can create any shape defined in the 3D model, no matter how complex.

Beispiel für reale Welt: Aerospace Engine Bracket

An aerospace company needed to make an engine bracket with three internal cooling channels (to reduce weight and improve heat dissipation). With traditional sand casting, making the mold for the internal channels would have required custom tooling that cost \(50,000 and took 6 weeks to make. Using 3D printing sand casting, Sie erstellten die Form mit internen Kanälen direkt aus einem CAD -Modell - kein Werkzeug erforderlich. Die Form wurde in gedruckt 2 Tage, Und die erste Klammer war seit einer Woche fertig. Das komplexe Design reduzierte das Gewicht der Halterung durch 20% (Kraftstoff für das Flugzeug sparen) und senken Sie die Werkzeugkosten an \)0.

Vorteil 2: Kürzere Produktionszyklen

Traditionelles Sandguss kann 4 bis 6 Wochen dauern, um eine Form zu machen (aufgrund von Werkzeug- und Handarbeit). Die 3D -Druckmethode setzt diesmal nur 2–5 Tage, Lassen Sie Sie Teile schneller auf den Markt bringen.

Produktionszyklusvergleich: 3D Druck vs. Traditionelles Sandguss

Beispiel für reale Welt: Automobilventilprototyping

Ein Automobilhersteller wollte ein neues Auspuffventildesign prototypisieren. Mit traditionellem Sandguss, Sie hätten gewartet 5 Wochen für die Form und eine weitere Woche für den Teil 6 Wochen. Mit 3D -Drucksandguss, Sie druckten die Form in 3 Tage, gossen das Metall hinein 1 Tag, und hatte das Prototypventil bereit 5 Tage. Dadurch testen sie das Ventil 5 Wochen früher als geplant, Helfen Sie ihnen, das neue Automodell zu starten 2 Monate vor dem Zeitplan.

Vorteil 3: Kosteneinsparungen bei Werkzeugen und Arbeitskräften

Traditionelles Sandguss erfordert teure Werkzeuge (zum Herstellen von Formen) und viel manuelle Arbeit (zum Zusammenbau von Formen). Die 3D -Druckmethode beseitigt die Werkzeugkosten und reduziert den Arbeitsbedarf (Der größte Teil des Formprozesses ist automatisiert).

Kostenvergleich für die Produktion kleiner Batch (10 Metallteile)

Vorteil 4: Bessere Effizienz und Teilgenauigkeit

3D Drucksandguss produziert Formen mit präzisen Abmessungen (Fehlerrand von nur 0,1–0,2 mm), Was bedeutet, dass die endgültigen Metallteile genauer sind. Dies verringert die Notwendigkeit nach der Verarbeitung (wie Schleifen oder Bearbeitung) und schneidet an verschwendeten Teilen ab.

Traditionelles Sandguss, dagegen, hat einen größeren Fehlerrand (0.5–1mm) Weil Formen von Hand hergestellt werden. Dies führt oft zu Teilen, die nicht richtig zusammenpassen - zum Beispiel, Ein Ventil, das ausleckt, weil die Siegel nicht präzise ist.

4. Anwendungen des 3D -Drucksandgussprozesses

Der 3D -Drucksandgussprozess wird in vielen Branchen verwendet, Dank seiner Flexibilität und Kosteneffizienz. Unten finden Sie die Top -Anwendungen:

Die Sicht der Yigu -Technologie zum 3D -Drucksandgussprozess

Bei Yigu Technology, Wir glauben das 3D Drucksandgussprozess ist ein Spielveränderer für Hersteller- insbesondere diejenigen, die an Komplex arbeiten, kleines Batch, oder r&D Projekte. Wir haben Kunden in der Luft- und Raumfahrt- und Automobilgeschnittener Produktionszyklen von Hilfszyklen geholfen 80% und Werkzeugkosten von 100% Verwenden unserer 3D -Sanddrucklösungen. Unser YG-Sandpro-Drucker ist für das Sandguss optimiert, mit schnellen Druckgeschwindigkeiten (0.5m³ pro Tag) und Kompatibilität mit allen gemeinsamen Sandtypen. Wir bieten auch Designunterstützung, um sicherzustellen. Da die Fertigungsanbieter schneller annimmt, Flexiblere Lösungen, Wir sehen, wie das 3D-Drucksandguss zum Standard für die Produktion von Metallteilen wird-hochwertig ist, Komplexe Teile, die für Unternehmen aller Größen zugänglich sind.

FAQ:

Q1: Welche Arten von Metall kann ich mit 3D -gedruckten Sandformen werfen?

Sie können fast jedes Metall werfen, das im traditionellen Sandguss verwendet wird, einschließlich Aluminium, Eisen, Stahl, Messing, und Titan. Der Schlüssel besteht darin, Sand auszuwählen, der dem Schmelzpunkt des Metalls standhalten kann - zum Beispiel, Kieselsand arbeitet für Aluminium (660° C) und Eisen (1538° C), Während Zirkonsand für Hochtemperaturmetalle wie Titan besser ist (1668° C).

Q2: Ist 3D-Drucksandguss für die Produktion mit großer Batch kostengünstig (1,000+ Teile)?

Es hängt von der Teilkomplexität ab. Für einfache Teile (Wie einfache Klammern), Traditionelles Sandguss kann für große Chargen billiger sein (Die Werkzeugkosten werden über weitere Teile verteilt). Aber für komplexe Teile (mit internen Kanälen oder komplizierten Designs), 3D Drucksandguss ist immer noch kostengünstig-selbst für 1,000+ Teile - weil Sie teure benutzerdefinierte Werkzeuge vermeiden und Abfall aus ungenauen Formen reduzieren.

Q3: Kann ich den Sand von 3D -gedruckten Formen wiederverwenden??

Ja! Der größte Teil des Sandes aus 3D -gedruckten Formen ist wiederverwendbar. Nach dem Brechen der Form, Sie können den Sand sieben, um das verbleibende Bindungsmittel zu entfernen, Dann trocknen Sie es und verwenden Sie es erneut für neue Drucke. Die Wiederverwendung von Sandkürzungen Materialkosten um 30–50% und macht den Prozess umweltfreundlicher (Weniger Sand endet in Deponien).