Di dunia pembuatan, Pemutus pasir telah lama menjadi kaedah untuk membuat bahagian logam-dari komponen enjin ke injap perindustrian. Tetapi pemutus pasir tradisional datang dengan cabaran besar: memerlukan beberapa minggu untuk membuat acuan pasir, Had kerumitan reka bentuk, dan banyak kos untuk pengeluaran kecil. Di sinilah 3D mencetak proses pemutus pasir mengubah permainan. Dengan menggabungkan pengetahuan pemutus tradisional dengan teknologi percetakan 3D moden, proses ini menyelesaikan titik kesakitan ini, menawarkan pemulihan yang lebih cepat, Lebih banyak kebebasan reka bentuk, dan kos yang lebih rendah. Sama ada anda seorang jurutera produk yang merancang bahagian logam baru, Pembeli yang ingin mengurangkan perbelanjaan pengeluaran, atau pengeluar yang bertujuan untuk mempercepatkan r&D, Panduan ini akan membimbing anda melalui setiap langkah proses pemutus pasir percetakan 3D -dengan contoh dan data sebenar untuk menunjukkan nilainya.
1. Apakah proses pemutus pasir percetakan 3D? Definisi teras
The 3D mencetak proses pemutus pasir adalah teknik pembuatan canggih yang menggunakan pencetak 3D untuk mencipta acuan pasir dan teras pasir (bahagian kosong di dalam acuan yang membentuk komponen logam) untuk pemutus bahagian logam. Tidak seperti pemutus pasir tradisional -di mana acuan dibuat dengan tangan atau dengan alat yang mahal -kaedah percetakan 3D membina lapisan acuan pasir dengan lapisan menggunakan model 3D digital. Setelah acuan pasir dicetak 3D sudah siap, ia digunakan seperti acuan tradisional: logam cair dituangkan ke dalamnya, dan selepas penyejukan, acuan dipecahkan untuk mendedahkan bahagian logam akhir.
Proses ini menjembatani jurang antara pembuatan bahan tambahan (3D Percetakan) dan pemutus tradisional/tradisional, menjaga bahagian terbaik kedua -duanya: Fleksibiliti reka bentuk percetakan 3D dan keupayaan untuk menghasilkan bahagian logam yang kuat yang dikenali.
2. Pecahan langkah demi langkah proses pemutus pasir percetakan 3D
Proses pemutus pasir percetakan 3D mempunyai lima peringkat utama, masing-masing kritikal untuk mendapatkan bahagian logam berkualiti tinggi. Berikut adalah panduan terperinci, dengan petua untuk mengelakkan kesilapan biasa.
Langkah 1: Fasa reka bentuk - Buat model 3D acuan pasir/teras
Pertama, anda memerlukan digital 3D Model acuan pasir dan teras pasir (Sekiranya bahagian mempunyai bahagian kosong). Ini dilakukan menggunakan CAD (Reka bentuk bantuan komputer) perisian seperti solidworks atau autocad. Model ini mesti memasukkan setiap perincian acuan, seperti:
- Bentuk bahagian logam (dipanggil "rongga" dalam acuan).
- Saluran untuk logam cair mengalir ke rongga (Dipanggil "pintu" dan "pelari").
- Ventilasi untuk membiarkan udara melarikan diri ketika menuangkan logam (menghalang gelembung di bahagian akhir).
Untuk hujungnya: Bekerjasama dengan pereka yang memahami percetakan dan pemutus 3D -mereka akan memastikan model menyumbang kepada pengecutan logam (kebanyakan logam mengecut 2-5% semasa penyejukan) dan kekuatan acuan.
Langkah 2: Cetak Penyediaan - Potong model untuk pencetak 3D
Setelah model 3D sudah siap, Ia diproses menggunakan perisian mengiris (direka khusus untuk pencetak 3D pasir). Perisian ini memecah model 3D menjadi lapisan nipis (biasanya 0.1-0.3mm tebal) dan mengubahnya menjadi arahan yang dapat difahami oleh pencetak 3D (seperti g-code).
Anda juga akan memilih jenis pasir dan ejen mengikat (bahan yang memegang bijirin pasir bersama) Pada peringkat ini. Pilihan yang paling biasa adalah pengikat jet-A kaedah percetakan 3D di mana pencetak menyemburkan ejen mengikat ke atas katil pasir, lapisan mengikut lapisan, Untuk membina acuan.
Langkah 3: 3D Percetakan - Bina acuan pasir dan teras
Seterusnya, The 3D Pencetak pasir mula bekerja. Begini bagaimana ia beroperasi:
- Pencetak menyebarkan lapisan pasir nipis (biasanya pasir silika, yang tahan panas) di seberang katil binaan.
- Kepala cetak menyemburkan ejen mengikat ke pasir, Mengeraskan kawasan yang sepadan dengan lapisan pertama model 3D.
- Katil membina berkurang dengan ketebalan satu lapisan, dan proses berulang -menambah pasir dan ejen mengikat sehingga keseluruhan acuan atau teras dibina.
- Sebaik sahaja percetakan selesai, acuan dibiarkan sembuh selama beberapa jam (untuk mengukuhkan ejen mengikat) sebelum dikeluarkan dari pencetak.
Langkah 4: Pemprosesan Pasca-Sediakan acuan untuk pemutus
Selepas mencetak, Acuan pasir memerlukan sedikit pembersihan untuk bersiap sedia untuk pemutus logam:
- Keluarkan pasir berlebihan: Acuan perlahan -lahan disikat untuk menghilangkan pasir longgar dari rongga dan saluran.
- Kumpulkan acuan: Sekiranya acuan mempunyai dua bahagian (atas dan bawah) atau teras berasingan, Mereka terpaku atau diikat bersama untuk membentuk satu unit.
- Keringkan acuan: Beberapa acuan dipanaskan sedikit (50-80 ° C.) Untuk menghilangkan kelembapan -ini menghalang stim daripada membentuk apabila logam cair dituangkan (yang boleh memecahkan acuan).
Langkah 5: Proses Casting - Tuang logam dan selesaikan bahagian
Akhirnya, Acuan pasir bercetak 3D digunakan untuk pemutus logam tradisional:
- Melelehkan logam: Logam yang dipilih (seperti aluminium, besi, atau keluli) dipanaskan ke titik leburnya (Mis., aluminium cair pada suhu 660 ° C).
- Tuangkan logam: Molten Metal dituangkan dengan teliti ke pintu gerbang acuan. Logam mengalir melalui pelari dan mengisi rongga, menolak udara melalui lubang.
- Sejuk dan menguatkan: Acuan dibiarkan sejuk sehingga logam mengeras (Masa bergantung pada jenis logam dan bahagian -bahagian aluminium saiz logam mengambil masa 1-2 jam; Bahagian besi besar mengambil masa 6-8 jam).
- Keluarkan bahagian: Acuan pasir dipecahkan (Pasir sering boleh diguna semula!) Untuk mendedahkan bahagian logam.
- Selesaikan bahagian: Bahagiannya dibersihkan untuk menghilangkan pasir sisa, dan logam tambahan (dari pintu/pelari) dipotong. Ia juga boleh disandarkan atau dicat untuk penamat yang lancar.
3. Kelebihan utama proses pemutus pasir percetakan 3D (vs. Pemutus pasir tradisional)
Proses pemutus pasir percetakan 3D menawarkan empat manfaat utama yang menjadikannya pilihan yang lebih baik untuk banyak projek pembuatan. Di bawah adalah perbandingan dengan pemutus pasir tradisional, Plus contoh dunia nyata.
Kelebihan 1: Lebih banyak kebebasan reka bentuk untuk bahagian yang kompleks
Perjuangan pemutus pasir tradisional dengan bahagian -bahagian seperti bentuk yang rumit dengan rongga dalaman, Dinding nipis, atau corak rumit -kerana membuat acuan dengan tangan atau dengan perkakas sukar (atau mustahil). Kaedah percetakan 3D boleh membuat apa -apa bentuk yang ditakrifkan dalam model 3D, Tidak kira betapa rumitnya.
Contoh dunia nyata: Pendakap enjin aeroangkasa
Syarikat aeroangkasa perlu membuat pendakap enjin dengan tiga saluran penyejukan dalaman (untuk mengurangkan berat badan dan meningkatkan pelesapan haba). Dengan pemutus pasir tradisional, Membuat acuan untuk saluran dalaman memerlukan alat khusus yang kosnya \(50,000 dan mengambil 6 minggu untuk membuat. Menggunakan pemutus pasir percetakan 3D, Mereka mencipta acuan dengan saluran dalaman secara langsung dari model CAD -tidak diperlukan alat. Acuan dicetak masuk 2 hari, Dan kurungan pertama sudah siap dalam seminggu. Reka bentuk kompleks mengurangkan berat kurungan oleh 20% (menjimatkan bahan api untuk pesawat) dan mengurangkan kos perkakas ke \)0.
Kelebihan 2: Kitaran pengeluaran yang lebih pendek
Pemutus pasir tradisional boleh mengambil masa 4-6 minggu untuk membuat acuan (Oleh kerana perkakas dan buruh manual). Kaedah percetakan 3D memotong kali ini hanya 2-5 hari, membiarkan anda mendapatkan bahagian untuk memasarkan lebih cepat.
Perbandingan kitaran pengeluaran: 3D Percetakan vs. Pemutus pasir tradisional
| Peringkat pengeluaran | 3D Percetakan pasir | Pemutus pasir tradisional | Masa disimpan |
| Pembuatan acuan/teras | 2-5 hari | 4-6 minggu (28-42 hari) | ~ 85-95% |
| Pengeluaran bahagian logam pertama | 1 minggu (7 hari) | 8 minggu (56 hari) | ~ 87% |
| Jumlah r&D kitaran (10 Bahagian) | 2 minggu | 12 minggu | ~ 83% |
Contoh dunia nyata: Prototaip injap automotif
Pengilang kereta mahu prototaip reka bentuk injap ekzos baru. Menggunakan pemutus pasir tradisional, Mereka akan menunggu 5 minggu untuk acuan dan seminggu lagi untuk bahagian -bahagian 6 minggu. Dengan pemutus pasir percetakan 3D, Mereka mencetak acuan masuk 3 hari, mencurahkan logam masuk 1 hari, dan mempunyai injap prototaip siap 5 hari. Ini membiarkan mereka menguji injap 5 minggu lebih awal daripada yang dirancang, Membantu mereka melancarkan model kereta baru 2 bulan lebih awal daripada jadual.
Kelebihan 3: Penjimatan kos pada perkakas dan buruh
Pemutus pasir tradisional memerlukan perkakas yang mahal (untuk membuat acuan) dan banyak buruh manual (untuk memasang acuan). Kaedah percetakan 3D menghapuskan kos perkakas dan mengurangkan keperluan buruh (Sebilangan besar proses pembuatan acuan automatik).
Perbandingan kos untuk pengeluaran batch kecil (10 Bahagian logam)
| Kategori Kos | 3D Percetakan pasir | Pemutus pasir tradisional | Kos disimpan |
| Perkakas | $0 | \(15,000- )50,000 | \(15,000- )50,000 |
| Buruh (Pembuatan acuan) | $500 (2 Pekerja × 2 hari) | $3,000 (5 Pekerja × 3 minggu) | $2,500 |
| Pasir dan bahan | $800 | $1,000 | $200 |
| Jumlah kos | ~ $ 1,300 | ~\(19,000- )54,000 | ~ 93-97% |
Kelebihan 4: Kecekapan yang lebih baik dan ketepatan bahagian
3D Percetakan Pasir Casting menghasilkan acuan dengan dimensi yang tepat (margin ralat hanya 0.1-0.2mm), yang bermaksud bahagian logam akhir lebih tepat. Ini mengurangkan keperluan untuk pemprosesan selepas (seperti pengamplasan atau pemesinan) dan memotong bahagian sia -sia.
Pemutus pasir tradisional, Sebaliknya, mempunyai margin ralat yang lebih besar (0.5-1mm) Kerana acuan dibuat dengan tangan. Ini sering membawa kepada bahagian -bahagian yang tidak sesuai dengan betul -contohnya, injap yang bocor kerana meterai tidak tepat.
4. Aplikasi proses pemutus pasir percetakan 3D
Proses pemutus pasir percetakan 3D digunakan di banyak industri, Terima kasih atas fleksibiliti dan keberkesanan kosnya. Berikut adalah aplikasi teratas:
| Industri | Kegunaan biasa | Bahagian contoh | Mengapa ia berfungsi di sini |
| Aeroangkasa | Komponen enjin, kurungan struktur | Plat penyejukan enjin titanium | Memerlukan kompleks, bahagian ringan; Pengeluaran kecil |
| Automotif | Injap ekzos, bahagian penghantaran | Manifold ekzos aluminium | Prototaip cepat; bahagian tersuai untuk model baru |
| Tentera | Komponen Senjata, bahagian kenderaan | Perumahan gear tangki keluli | Memerlukan kuat, bahagian yang tepat; pemulihan cepat untuk keperluan mendesak |
| Pembuatan kapal | Bahagian pam, badan injap | Injap kapal besi tuang | Mengendalikan bahagian besar; Pasir boleh diguna semula untuk pelbagai pelakon |
| Jentera berat | Silinder hidraulik, kotak gear | Komponen lengan penggali keluli | Memerlukan bahagian logam tahan lama; kos efektif untuk kelompok kecil |
Pandangan Teknologi Yigu mengenai Proses Pemutus Pasir Percetakan 3D
Di Yigu Technology, Kami percaya 3D Proses Pemutus Pasir Percetakan adalah penukar permainan untuk pengeluar- terutamanya yang bekerja di kompleks, batch kecil, atau r&Projek D.. Kami telah membantu pelanggan dalam kitaran pengeluaran aeroangkasa dan automotif oleh 80% dan kos perkakas oleh 100% Menggunakan penyelesaian percetakan pasir 3D kami. Pencetak YG-SandPro kami dioptimumkan untuk pemutus pasir, dengan kelajuan cetakan yang cepat (0.5m³ sehari) dan keserasian dengan semua jenis pasir biasa. Kami juga menawarkan sokongan reka bentuk untuk memastikan acuan akaun untuk pengecutan logam dan kekuatan. Seperti tuntutan pembuatan lebih cepat, penyelesaian yang lebih fleksibel, Kami melihat pemutus pasir percetakan 3D menjadi standard untuk pengeluaran logam-membuat berkualiti tinggi, Bahagian kompleks boleh diakses oleh perniagaan dari semua saiz.
Soalan Lazim:
Q1: Jenis logam apa yang boleh saya hantar dengan acuan pasir bercetak 3D?
Anda boleh membuang hampir mana -mana logam yang digunakan dalam pemutus pasir tradisional, termasuk aluminium, besi, keluli, tembaga, dan Titanium. Kuncinya ialah memilih pasir yang dapat menahan titik lebur logam -contohnya, Pasir silika berfungsi untuk aluminium (660° C.) dan besi (1538° C.), Walaupun pasir zirkon lebih baik untuk logam suhu tinggi seperti titanium (1668° C.).
S2: Adalah cetakan 3D casting casting kos efektif untuk pengeluaran besar-besaran (1,000+ bahagian)?
Ia bergantung pada kerumitan bahagian. Untuk bahagian mudah (seperti kurungan asas), Pemutus pasir tradisional mungkin lebih murah untuk kelompok besar (Kos perkakas tersebar di lebih banyak bahagian). Tetapi untuk bahagian yang kompleks (dengan saluran dalaman atau reka bentuk yang rumit), 3D Percetakan pasir pemutus masih kos efektif-bahkan 1,000+ Bahagian -kerana anda mengelakkan perkakas tersuai yang mahal dan mengurangkan sisa dari acuan yang tidak tepat.
Q3: Bolehkah saya menggunakan semula pasir dari acuan bercetak 3D?
Ya! Sebilangan besar pasir dari acuan bercetak 3D boleh diguna semula. Setelah melanggar acuan, anda boleh menyaring pasir untuk mengeluarkan ejen mengikat sisa, kemudian keringkan dan gunakannya lagi untuk cetakan baru. Menggunakan semula kos pemotongan pasir sebanyak 30-50% dan menjadikan proses lebih mesra alam (Kurang pasir berakhir di tapak pelupusan).
