Використання 3D друку в ливарному виробництві зростає високими темпами. Сьогодні вже стала стандартом 3D друк піщаних ливарних форм і стрижнів. В даний час це виробництво лежить в області виробництва прототипів і малих партій, однак кордону виробництва все більше і більше зміщується в бік більших обсягів, так як продуктивність систем 3D друку продовжує поліпшуватися, що дуже добре проглядається на діяльності компанії voxeljet.
voxeljet є провідним виробником систем промислової 3D-друку. У компанії також працюють сервісні центри для виробництва форм і стрижнів при виготовленні металевого лиття, а також моделей в Німеччині, США і Великобританії, які в змозі виробляти на вимогу замовника піщані форми і пластикові моделі для лиття по виплавлюваних моделях, на основі даних CAD.
З точки зору загальних витрат, 3D друк завжди більш економічна альтернатива традиційним способам до певного розміру партії, так як відсутні витрати на виготовлення оснащення, інструменту та пристосувань. Чим менше розмір партії, тим більшу перевагу витрат, які надають технології voxeljet. 3D-друк виливків зі складною геометрією є найбільш економічним вибором, навіть партій в кілька сотень одиниць, хоча вона не може замінити класичну технологію лиття при великій серії.
Наступна перевага випливає від скорочення робіт постобработки литих заготовок. Те ж саме відноситься і до технології лиття по виплавлюваних моделях, де 3D друковані пластикові моделі замінюють класичні воскові моделі, для виробництва яких потрібні шприц-форми, виготовлення яких забирає багато часу і обходиться дуже дорого.
Друковані піщані форми для лиття металу
На відміну від звичайного виготовлення форм, в яких виробництво типових модельних комплектів може зайняти кілька тижнів, 3D друк дозволяє друкувати навіть складні піщані форми, як правило, за ніч або протягом декількох днів. Форми створюються без дорогої оснастки і виробляються в повністю автоматизованому процесі, чисто на основі даних CAD в процесі нашарування, в якому 300-мікронні шари кварцового піску наносяться багаторазово і вибірково склеюються сполучною, з використанням системи друкуючої головки. Після завершення процесу друку, форми повинні бути розпаковані і очищені від зайвого піску, ось і все. Оскільки піщані форми виробляються безпосередньо на основі даних CAD, вони встановили стандарт, де забезпечуються відповідальні деталі і точність.
Поряд з більш коротким часом виробництва, 3D друк дає набагато менше обмеження свободи дизайну, ніж при звичайному виробництві, тому що відпала небхідно контролювати ливарні ухили, розділові лінії, виточки. Навіть форми, які модифіковані на етапі тестування можуть бути надруковані безпосередньо в відповідно до нових даних CAD, без модифікування оснащення та інструменту, що забирає багато часу.
Поєднання 3D друкованих стрижнів і класичної конструкції форми
В сучасних інноваціооних виробництвах хорошою практикою є поєднання 3D-друкованих стрижнів і форм, отриманих традиційними методами. Такий підхід є хорошим вибором, серед іншого, при виробництві складних стрижнів з поднутрениями, які необхідні, наприклад, для робочих коліс. Стрижні можуть бути надруковані в 3D-принтері, а потім інтегровані в звичайну форму. Ці переваги включають в себе меншу кількість деталей і набагато менш трудомісткий процес формоутворення, так як метод виключає витрати часу на складання складних стрижнів, а також зводить до мінімуму подальшу остаточну обробку.
Стабільність і міцність 3D-друкованих та отриманих традиційними методами форм практично рівні, зі значеннями міцності на вигин в діапазоні від 220 до 380 Н / см 2.
Переваги 3D-друку для лиття по виплавлюваних моделях
На додаток до друку піщаних форм, все більше і більше ливарників також покладаються на моделі, вироблені на 3D-принтерах для лиття по виплавлюваних моделях. Цей метод полегшує легкий і простий виробництва воскових моделей. Хоча етіт моделі виготовлені з пластику, а не з воску, це не не має ніякого відношення до подальших стадіях процесу. Виробництво моделей PMMA на 3D принтерах досить просто: вони друкуються точно відповідно до даних САПР. Для підвищення якості, пластикові моделі також просочують воском, що створює особливо дрібнопористу і однорідну поверхню.
На додаток до виробництва моделей з мінімальними витратами і без використання оснастки та інструментів, метод також дає вражаючу економію часу. Наприклад, сервісний центр Voxeljet може надати моделі в розмірах до 1000 х 600 х 500 міліметрів за кілька робочих днів. Велика робоча коробка також може бути використана для друку невеликих партій продукції в одному завданні друку. Наступні операції лиття по виплавлюваних моделях ідентичні, чи використовується класичні воскові моделі або 3D друковані моделі.