Промышленный 3d-принтер песка для литья меди производитель

Когда слышишь про промышленный 3d-принтер песка для медного литья, многие сразу думают о дешёвых настольных моделях — и это первая ошибка. В литейке, особенно с медными сплавами, речь идёт о температурах под 1200°C и агрессивных средах. Наш опыт с формами для турбинных лопаток показал: стандартные кварцевые смеси часто не выдерживают термических напряжений, приходится подбирать циркониевые наполнители. Кстати, именно это подтолкнуло нас к сотрудничеству с CH Leading Additive Manufacturing — их установки изначально проектировались под высокотемпературные задачи.

Почему медь сложнее, чем кажется

С медными сплавами есть нюанс — высокая текучесть приводит к проникновению металла в микропоры формы. Однажды при печати рекуператора для плавильной печи мы получили брак 40% отливок из-за неверной гранулометрии песка. Пришлось переходить на фракцию 0.14-0.18 мм с модифицированным связующим. Кстати, на сайте https://www.3dchleading.ru есть технические отчёты по этому вопросу — там как раз описывают, как их производитель адаптирует параметры печати под разные марки меди.

Тут многие спрашивают — а не проще ли использовать традиционные формы? Для серийного производства — возможно. Но когда нужна сложная геометрия охлаждающих каналов в электродных держателях, только 3D-печать позволяет сделать это без сборки из десятков элементов. Мы в прошлом месяце как раз печатали такие для завода цветной металлургии — сократили время изготовления оснастки с трёх недель до четырёх дней.

Важный момент — контроль газопроницаемости. При литье меди выделяется много газов, и если форма их не отводит, получаются раковины. Мы настраивали скорость продувки в постобработке индивидуально для каждой зоны формы. CH Leading в своих машинах используют многоуровневую систему калибровки — это видно по их кейсам про литьё медных теплообменников.

Оборудование: что действительно работает

После тестов шести различных установок остановились на машинах от CH Leading Additive Manufacturing (Guangdong) Co., Ltd. Не потому что они дешёвые — как раз наоборот. Но их система подачи материала с подогревом исключает проблемы с влажностью песка, которые у нас были с европейскими аналогами. Особенно критично для приморских регионов, где воздух всегда насыщен влагой.

Кстати, про обслуживание — первоначально скептически отнеслись к тому, что запчасти поставляются из Китая. Но на практике оказалось, что картриджи с связующим меняются быстрее, чем у конкурентов, а телеметрия позволяет прогнозировать износ печатающих головок. За два года простоя из-за поломок было всего три дня — и то по нашей вине, когда попытались использовать несертифицированный песок.

Сейчас тестируем их новую модель с двойной системой отверждения — для медного литья это может быть прорывом. Предварительные результаты показывают увеличение стойкости формы на 15-18% при литье бронзы БрАЖ9-4. Но пока рано делать выводы — нужно провести ещё серию испытаний при разных температурных режимах.

Типичные ошибки при переходе на 3D-формы

Самое большое разочарование — когда пытаются перенести параметры с традиционных песчаных форм на 3D-печатные. Толщина стенок, углы сопряжения, система литников — всё должно быть пересчитано. Мы в начале пути испортили партию отливок для судовых двигателей именно из-за этого. Пришлось разрабатывать собственные коэффициенты для CAD-моделей.

Ещё один болезненный момент — очистка форм после литья. С обычными формами проблем нет, а вот с 3D-печатными иногда приходится применять ультразвуковую обработку, особенно при сложной геометрии. CH Leading предлагают специальные реагенты для растворения остатков связующего — работает, но добавляет к стоимости процесса.

И да — не экономьте на сканировании готовых форм. Мы сначала пропускали этот этап, пока не столкнулись с отклонениями в размерах до 0.8 мм на крупных отливках. Теперь каждая форма проходит контроль 3D-сканером перед отправкой в литейный цех. Кстати, это тоже прописано в технологических картах CH Leading — видно, что люди действительно работали в литейном производстве, а не просто продают принтеры.

Экономика процесса: где реальная выгода

Когда считаем окупаемость, многие учитывают только стоимость машины и материалов. Но главная экономия — в сокращении времени на изготовление оснастки. Для опытного литейщика сделать модель для традиционной формы — 2-3 недели минимум. С 3D-принтером — от цифровой модели до готовой формы за 48 часов. Для мелкосерийного производства медной арматуры это иногда решающий фактор.

Ещё один момент — возможность создавать полости, недостижимые при фрезеровке. Например, мы печатали формы для литья медных сопел с внутренними спиральными каналами — традиционными методами это просто невозможно. Заказчик сэкономил на механической обработке около 70% от первоначальной стоимости.

Но есть и подводные камни — при небольших партиях (менее 10 отливок) стоимость 3D-формы может быть выше традиционной. Здесь нужно считать индивидуально, учитывая сложность геометрии и требования к точности. CH Leading как раз предлагают калькулятор на своём сайте — довольно точный инструмент для предварительных расчётов.

Перспективы и ограничения технологии

Сейчас активно развиваем направление гибридных форм — когда основная часть делается традиционным способом, а сложные элементы допечатываются. Для медного литья это особенно актуально — можно комбинировать разные материалы в одной форме. Например, зоны с повышенным тепловым воздействием выполняем из спецсоставов, а остальное — стандартный песок.

Из объективных ограничений — размеры. Самые крупные наши отливки — медные шины для энергетики длиной 2.5 метра. Пришлось печатать сегментарно с последующей сборкой. Не идеально, но работает. CH Leading анонсировали новую модель с камерой 3х2х1 метр — интересно посмотреть, как она покажет себя в работе.

И главное — технология не стоит на месте. Всего за три года мы увидели, как разрешение печати улучшилось с 0.3 мм до 0.1 мм, а скорость возросла втрое. Думаю, через пару лет мы будем обсуждать уже другие параметры и возможности. Главное — не отставать от практического опыта, который накапливают такие компании как CH Leading Additive Manufacturing.