大型铸造件砂型3D打印
砂型3D打印突破了传统工艺的许多障碍,与传统铸造工艺相比有巨大的优势,在船舶、航空航天、汽车发动机、轮机制造等重工业领域有十分广泛的应用。
砂型3D打印在技术上突破了传统工艺的许多障碍,使设计、制造的约束条件大大减少,主要体现在:
a、无需模型:传统铸造生产中,模型制造是一个重要环节,而使用砂型3D打印技术则避免了这一问题
b、一体化造型:省去合箱,减少设计约束和机加工量,使铸件的尺寸精度更容易控制
c、型、芯同时成型:传统工艺出于起模考虑,型腔内部一些结构设计成型芯,型、芯分开制造,再装配,砂型3D打印更便捷
d、可制造含自由曲面的铸型
弗朗西斯型水轮机叶轮的快速迭代
对于叶轮的设计迭代来说,每一个新的几何形状的设计都关乎水轮机的工作性能。而由于3D打印砂模技术带来的快捷性,现在铸造厂只需要把新设计的叶轮模型CAD数据发送到铭晶三维。
我们收到设计模型的数据后会做一个检查,随后这些数据处理并被3D打印设备读取,短短的几个小时内,叶轮的砂型就被设备打印出来。
打印工作完成后,多余的沙子被去除,然后通过压缩空气来清洗砂型,随后运到铸造厂。在铸造厂,这些砂型模具被涂黑,组装完成好的砂模被送至1650°C的铸造环境下,来铸造耐腐蚀不锈钢材料的叶轮。
这个过程主要用于叶轮原型的生产,因为3D打印砂型不需要使用传统的方法来生产昂贵的砂型模具,这节省了大量的成本,而且当新的设计迭代要求做出改变的时候,只需要点击鼠标,新的砂型又可以开始生产了。
与传统的先制造木模再生产砂型的方法不同的是,3D打印还带来了设计的自由度。传统方式制造叶轮,由于叶轮设计弧度的问题,常常不得将叶轮分为几块来生产,以解决干涉问题,而通过3D打印,这些复杂的设计可以被完整的制造出来。
这使得铸造精度更高,并减少清洗要求,减少铸造缺陷。高质量、低成本、短交货期,使得铸造厂越来越依赖3D打印的方式来完成砂型制造。
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