Промышленная пользовательская печать песчаных стержней производитель

Когда слышишь про промышленную пользовательскую печать песчаных стержней, многие сразу представляют универсальные станки с ЧПУ — но это как сравнивать советский резак с лазерной установкой. В 2018-м мы на собственном опыте в Китае убедились: классические литейные формы с ручной трамбовкой песка дают погрешность до 1.5 мм, а при печати сложных полостей для турбинных лопаток вообще сыпались углы. Именно тогда команда CH Leading Additive Manufacturing (Guangdong) Co., Ltd. начала эксперименты с технологией струйного склеивания — не ради красивого прототипа, а чтобы получить стабильные 0.2 мм допуска на песчаных стержнях под серийное литье алюминиевых сплавов.

Почему BJ-песок против стереолитографии

Первые тесты в 2019 на установке S-Max показали: фотополимерные смолы дают гладкую поверхность, но при контакте с расплавом металла выделяют газ — в чугунной отливке для гидравлического клапана получили раковины на 30% поверхности. Перешли на композитные песчаные смеси с фенолформальдегидным связующим. Важно: не любой кварцевый песок подходит, фракция 0.1-0.3 мм с окатанными зернами снижает риск трещин при сушке.

Коллеги из немецкого цеха настаивали на selective laser sintering, но цена расходников убивала экономику мелкосерийного производства. Наш инженер Ли предложил модифицировать сопла печатающей головки — увеличили диаметр с 80 до 120 микрон для песка с добавкой циркона. Результат: скорость слоя 30 секунд при толщине 0.28 мм, а главное — стабильность геометрии при термоциклировании до 1200°C.

Сейчас на https://www.3dchleading.ru можно увидеть кейс с литьём коллектора выпуска — там 14 сложных песчаных стержней собираются в форму без механической доводки. В 2020 такой узел требовал 3 итерации на подгонку, сейчас печатаем с первого раза. Но об этом позже.

Оборудование которое не найдёшь в каталогах

Наша лаборатория в Гуандуне использует модифицированные 3D-принтеры серии VX1000 — стандартные модели не справляются с абразивом песчаных композитов. Пришлось совместно с технологами переработать систему подачи материала: шнековый транспортер вместо пневматики, керамические направляющие в подвижных узлах. Кстати, именно эти доработки стали основой для патента CN .

В ноябре 2021 тестировали партию стержней для литья титановых имплантов — нужна была точность 100 мкм. Стандартные параметры печати не подошли: пришлось вручную корректировать скорость прохода и температуру подогрева платформы. Получилось достичь стабильности только после 17 попыток, но это окупилось контрактом с медицинским кластером из Шанхая.

Сейчас в CH Leading Additive Manufacturing используют гибридные установки — комбинируют струйное склеивание с УФ-отверждением каждого слоя. Это снижает риск деформации тонкостенных элементов вроде охлаждающих каналов турбинных лопаток.

Подводные камни при переходе на серийное производство

В 2022 один автомобильный концерн заказал 2000 комплектов стержней для литья блоков цилиндров. На тестовой партии всё было идеально, но при масштабировании столкнулись с варьированием плотности в угловых зонах. Оказалось — вибрации от промышленной вентиляции смещают песчаный слой до полимеризации. Решили установить активные демпферы на рамы принтеров.

Другая проблема — остаточная зольность. После выжигания стержня в форме иногда остаётся до 0.3% золы, что критично для аэрокосмических деталей. Пришлось разработать трёхстадийную очистку песка перед загрузкой в принтер. Сейчас наш рекорд — 0.08% зольности для стержней под литьё никелевых сплавов.

Самое сложное — убедить технологов с 30-летним опытом работы с деревянными моделями. Показываем им напечатанные стержни с обратными уклонами и скрытыми полостями — сначала не верят, что это вообще возможно. Пришлось организовать мастер-класс прямо в цеху с демонстрацией печати сложного узла за 4 часа вместо 3 недель изготовления оснастки.

Кейсы где классика проигрывает

Вот реальный пример: литьё корпуса редуктора для ветрогенератора. Классическая оснастка требовала 11 разъёмных стержней с механическими замками — сборка занимала 2 часа с риском смещения. Напечатали монолитный песчаный блок с внутренними перегородками и системой вентиляции. Снизили брак с 18% до 3%, время сборки — 12 минут.

Ещё интереснее был заказ на литьё архитектурных элементов из бронзы — там нужны были стержни с текстурой 'под старину'. Ручная лепка занимала 3 недели, мы отсканировали образец и напечатали 6 вариантов текстуры за 2 дня. Правда, пришлось экспериментировать с добавками в песок — обычный кварц давал слишком гладкую поверхность.

Сейчас ведём переговоры с судостроительной верфью о печати стержней для гребных винтов — там сложная геометрия лопастей с переменным шагом. Стандартные методы не позволяют добиться нужной точности, а наши последние тесты показали стабильность формы при литье бронзы марки CuMnNi.

Что в перспективе для производителей

Сейчас вижу тренд на комбинированные решения — например, печать не всего стержня, а только критичных участков с последующей сборкой. Это снижает стоимость при сохранении точности. В CH Leading как раз тестируют модульные системы для крупногабаритного литья.

Ещё одно направление — 'умные' стержни с датчиками температуры. Встраиваем в песчаную массу термопары из спечённого вольфрама — это позволяет контролировать процесс кристаллизации металла в реальном времени. Пока дорого, но для ответственных деталей уже применяем.

Главное — не гнаться за скоростью печати в ущерб стабильности. Наш опыт показывает: лучше печатать 6 часов с гарантией качества, чем 4 часа с 15% брака. Именно поэтому в промышленной пользовательской печати песчаных стержней так важны не только технологии, но и понимание физики литейных процессов.