Внедрение 3d-печати в песчаное литьё производитель

Если честно, когда только начинал работать с 3D-печатью в песчаном литье, думал — это просто замена традиционных оснасток. Оказалось, там целая философия, где каждый промах в настройках параметров приводит либо к браку, либо к задержкам в производстве. Многие до сих пор считают, что достаточно купить принтер — и всё заработает, но на деле даже выбор песка бывает критичным: не всякий кварцевый подходит, особенно для тонкостенных отливок.

Ошибки на старте: почему не всё так гладко

Помню наш первый проект — пытались печатать формы для алюминиевого патрубка. Связующее подавали с перебоями, и в итоге углы формы осыпались при сушке. Пришлось пересматривать всю рецептуру смеси, добавлять модификаторы. Кстати, именно тогда обратились к коллегам из CH Leading Additive Manufacturing — их рекомендации по вязкости материалов сильно выручили.

Ещё частый косяк — не учитывать усадку смолы при термообработке. Как-то сделали сложную форму с обратными углами, а после прокалки её повело. Пришлось вручную дорабатывать, теряя время. Сейчас всегда закладываем запас по геометрии, особенно для стального литья.

Кстати, о песке: фракция 0,14-0,18 мм раньше казалась универсальной, но для нержавейки пришлось перейти на 0,1-0,16 — иначе поверхность отливки получалась с раковинами. Мелочь, а влияет.

Оборудование и материалы: на что смотреть при выборе

У нас в цеху стоят три установки от CH Leading, модель S-Max 2 Plus. Брали именно их из-за системы подогрева платформы — это снижает внутренние напряжения в слоях. Раньше пробовали китайские аналоги, но там вечно были проблемы с точностью сопел: где-то плюс-минус 0,3 мм, а для турбинных лопаток это катастрофа.

Из материалов сейчас в основном работаем с фурановыми смолами, хотя пробовали и фенольные. Последние дают меньше газов при заливке, но хуже держат влагу — приходится строже контролировать климат в цеху. Кстати, на сайте https://www.3dchleading.ru есть неплохой калькулятор расхода связующего, мы им часто пользуемся для предварительных расчётов.

Важный момент — скорость печати. Для средних форм (до 500×500 мм) выставляем 25-30 мм/с, быстрее уже рискованно: начинает 'плыть' геометрия внутренних каналов. Хотя для простых деталей иногда гоняем и на 40 мм/с, если допуски позволяют.

Кейсы: где 3D-печать в литье реально выручила

Был заказ на партию корпусов редуктора — классика с ребрами жёсткости. По старинке делали бы 2-3 недели, а напечатали формы за 4 дня. Правда, пришлось повозиться с литниковой системой: компьютерная симуляция показала зоны возможных пустот, поэтому добавили дополнительные выпоры.

А вот с чугунной плитой не заладилось — пришлось отказаться от 3D-форм. Там масса под 200 кг, и при заливке песок не выдержал гидравлического удара. Вывод: для тяжёлых отливок лучше комбинировать — каркас делать традиционным способом, а сложные элементы печатать.

Сейчас активно экспериментируем с гибридными подходами. Например, для крупных форм печатаем только активную часть, а основу — из стандартных блоков. Экономит до 40% материалов, правда, требует ювелирной подгонки стыков.

Технологические нюансы, о которых редко пишут в инструкциях

Температура в цеху — отдельная история. Летом при +30°C смола начинает полимеризоваться прямо в трубках, а зимой при +15°C — плохо растекается. Пришлось ставить локальные обогреватели над материальными баками. Кстати, у CH Leading в новых моделях это учтено — там встроенные термостаты.

Ещё момент — вибрация. Раньше не придавали значения, пока не заметили, что формы возле проходной двери всегда имеют больше сколов. Оказалось, от вибрации при закрытии песок уплотняется неравномерно. Теперь принтеры ставим только на демпфирующие подушки.

Последнее открытие — влияние УФ-излучения. Формы, лежавшие у окна, всегда твердели быстрее, но при этом становились хрупкими. Теперь храним только в тёмных боксах, хотя производитель об этом не предупреждает.

Перспективы и ограничения

Сейчас тестируем печать с армирующими добавками — добавляем в песок мелкие стекловолокна. Для ответственных деталей пока не рискуем применять, но для декоративного литья уже работает — трещин стало меньше.

Из объективных ограничений — пока не получается печатать формы высотой больше 1,2 м. Верхние слои проседают под собственным весом, даже при максимальной плотности. Возможно, нужно менять саму архитектуру поддержек, но это уже вопросы к разработчикам ПО.

Коллеги из CH Leading Additive Manufacturing (Guangdong) Co., Ltd. как раз анонсировали новую серию принтеров с системой мониторинга деформаций в реальном времени. Если их заявления подтвердятся, это может решить половину текущих проблем. Во всяком случае, их прошлые наработки в области струйного склеивания уже доказали эффективность — те же песчаные формы для художественного литья мы делаем только на их оборудовании.

В целом, внедрение 3D-печати в песчаное литьё — процесс нелинейный. Где-то выигрываем в 3-4 раза по времени, где-то бьёмся над мелочами неделями. Но уже сейчас видно: за этой технологией будущее, особенно для мелкосерийного производства. Главное — не ожидать мгновенных результатов и быть готовым к постоянным экспериментам.