Промышленный кремнеземный песочный 3d-принтер завод

Если честно, когда слышишь 'промышленный кремнеземный песочный 3D-принтер', первое что приходит в голову — это здоровенные установки где-нибудь в цехах автомобильных гигантов. Но реальность куда прозаичнее: большинство российских литейщиков до сих пор побаиваются переходить на аддитивные технологии, считая их 'сыроватыми'. Я сам лет пять назад скептически смотрел на эти машины, пока не столкнулся с конкретным кейсом от CH Leading Additive Manufacturing — их установка печатала формы для турбинных лопаток с точностью до 0,15 мм, при том что наш местный литейный цех с ручным изготовлением оснастки давал погрешность в три раза выше.

Кремнеземный песок как основной материал

Вот с кремнеземным песком вообще отдельная история. Многие думают, будто для 3D-печати подходит любой кварцевый песок — ан нет. Фракция 100-200 мкм, форма зерен, содержание глинистых частиц... Мы как-то попробовали сэкономить и закупили более дешевый речной песок — результат был плачевен: связующее неравномерно распределялось, формы крошились после прокалки. Пришлось срочно заказывать специализированный материал, тот что рекомендует 3dchleading.ru в своих техкартах.

Кстати, о прокалке — это тот этап, где чаще всего возникают проблемы. Если температура в печи 'пляшет' всего на 20-30 градусов, вся геометрия формы идет наперекосяк. Особенно критично для тонкостенных отливок, где мы работаем с толщиной стенки 3-4 мм. Наш технолог сначала полгода выстраивал температурные профили, пока не добился стабильности.

Еще нюанс — влажность. Даже идеально просушенный песок в цеху с высокой влажностью за неделю набирает 2-3% воды, а это уже влияет на текучесть в дозаторах. Пришлось ставить дополнительные осушители вокруг промышленного кремнеземного песочного 3D-принтера — казалось бы мелочь, но без такого решения мы постоянно получали брак в дождливую погоду.

Особенности работы с оборудованием CH Leading

Когда к нам привезли первую установку от CH Leading Additive Manufacturing (Guangdong) Co., Ltd., я ожидал увидеть нечто вроде переделанного строительного принтера. Оказалось — полностью автономная система с системой рециркуляции песка и встроенной камерой для отжига. Хотя и здесь не без косяков: система подачи связующего иногда забивалась, приходилось останавливать печать на чистку. Ребята из сервисной службы потом доработали конструкцию форсунок.

Скорость печати — отдельная тема. В спецификациях заявлено 30-40 секунд на слой, но на практике при печати сложных форм с мелкими элементами мы редко поднимались выше 55 секунд. Хотя для габаритных отливок типа корпусов насосов — да, выходили на заявленные параметры. Видимо, сказывается алгоритм управления, который CH Leading разрабатывали именно под промышленные задачи.

Самое ценное в их подходе — это предустановленные режимы для разных типов литья. Например, для алюминиевых сплавов у них свой температурный профиль, для чугуна — другой. Мы изначально пробовали печатать все по 'универсальному' режиму — получили повышенную газотворность форм. Только после настройки под конкретный металл вышли на стабильное качество.

Практические кейсы внедрения

Помню наш первый серьезный заказ — формы для литья корпусов редукторов. Клиент требовал точность по 7 классу, при этом сроки были сжатые. Ручным способом делали бы три недели, а на промышленный кремнеземный песочный 3D-принтер ушло 6 дней включая постобработку. Правда, пришлось повозиться с облойными канавками — в цифровой модели они выглядели нормально, а в печати давали заусенцы. Доработали техпроцесс, добавили припуски на шлифовку.

Еще запомнился случай с художественным литьем — делали декоративные решетки для исторического здания. Там сложность была в том, что традиционные методы не позволяли точно передать ажурный орнамент. С помощью 3D-печати получилось воспроизвить даже мельчайшие детали, хотя пришлось экспериментировать с концентрацией связующего — для тонких элементов увеличивали до 12% против стандартных 8%.

А вот с цветными металлами работали осторожнее. Для медных сплавов, например, формы нужно дополнительно упрочнять — обычного отжига недостаточно. Добавляли специальные присадки в песок, хотя технологи 3dchleading.ru изначально не рекомендовали этого делать. В итоге нашли компромиссный вариант с модифицированным связующим.

Технические нюансы которые не пишут в инструкциях

Ни в одной документации не увидишь рекомендаций по работе в зимний период. А у нас как-то в мороз -25°C система рециркуляции песка начала давать сбои — конденсат в трубках замерзал, образовывались пробки. Пришлось ставить локальные подогревы на критичных участках. Теперь зимой держим в цеху не ниже +15°C, хотя для персонала это не очень комфортно.

Еще момент — вибрация. Если промышленный кремнеземный песочный 3D-принтер стоит near мощных прессов или ковочных молотов, даже через фундамент передаются микровибрации. Это сказывается на точности позиционирования столешницы. Решили проблему установкой демпфирующих прокладок под направляющие.

С заменой фильтров тоже не все просто. Казалось бы — routine maintenance, но если пропустить срок замены, начинаются проблемы с равномерностью нанесения слоев. Мы сначала экономили на фильтрах, покупали non-original — в итоге простояли две недели из-за засорения дюз. Теперь берем только оригинальные комплектующие, хоть и дороже.

Перспективы и ограничения технологии

Сейчас активно тестируем печать комбинированных форм — где часть делается традиционно, а сложные элементы добавляются аддитивно. Получается гибридный подход, который экономит и время, и материалы. CH Leading Additive Manufacturing как раз анонсировали программное обеспечение для таких задач, но пока функционал сыроват.

Основное ограничение — все же габариты. Максимальный размер построения у большинства промышленных моделей — 2×1.5×1 м, а для крупногабаритного литья этого недостаточно. Приходится делить формы на секции, потом герметизировать стыки — дополнительная работа. Хотя для серийного производства мелких и средних отливок технология уже вполне рентабельна.

Думаю, следующий шаг — интеграция с системами цифрового twins литейных цехов. Чтобы данные от промышленного кремнеземного песочного 3D-принтера сразу шли в общую базу, а не вводились вручную как сейчас. У CH Leading вроде бы есть разработки в этом направлении, но пока видел только демо-версии.