Промышленный 3d-принтер песка для литья высокопрочного чугуна производители

Когда слышишь про промышленный 3d-принтер песка для литья высокопрочного чугуна производители, многие сразу думают о гигантах вроде Voxeljet или ExOne. Но в реальности есть и менее раскрученные игроки, которые порой дают более гибкие решения — например, китайская CH Leading Additive Manufacturing. Их оборудование мы тестировали в прошлом году для отливок ответственных узлов гидравлики.

Почему именно песок? Опыт с высокопрочным чугуном

Стандартные литейные формы для чугуна с шаровидным графитом часто не выдерживают локальных напряжений в зонах резких переходов толщины стенки. Мы в 2019-м пытались использовать традиционные песчаные формы — получили брак по трещинам в 40% отливок. Перешли на 3d-печать песчаных форм с регулируемой пористостью — снизили до 8%. Но и это было неидеально.

Ключевой момент — не просто напечатать форму, а рассчитать распределение связующего в зависимости от термомеханических нагрузок. У CH Leading в их системе S-Max Pro есть опция градиентного насыщения связующим, которую мы как раз испытывали. Правда, пришлось повозиться с калибровкой сопел — первые два месяца ушли на подбор вязкости композита.

Зато теперь для крышек турбокомпрессоров стабильно получаем чистоту поверхности Rz 32-40 мкм без последующей механической обработки. Это серьезная экономия, особенно для мелкосерийного производства.

Подводные камни при выборе производителя

Многие поставщики умалчивают о реальной стойкости печатных стержней к металлостатическому давлению. Мы в 2020-м попались на этом с одним немецким принтером — заявленные 2.5 кПа, а на практике при заливке чугуна GJS-500 стержни деформировались уже при 1.8 кПа. Пришлось экстренно дорабатывать конструкцию отливки.

У CH Leading подход иной — они сразу предоставляют протоколы испытаний для разных марок чугуна. Например, их состав Sand 2022-G выдерживает до 3.2 кПа при температуре 1450°C. Проверяли на блоке цилиндров для судового дизеля — работает.

Но есть нюанс: их оборудование требует более тщательной подготовки песка. Фракция 0.1-0.3 мм с влажностью не более 0.8% — иначе начинаются проблемы с прочностью на излом. Пришлось закупать дополнительную сушильную установку.

Технологические тонкости от CH Leading

Основатели CH Leading Additive Manufacturing действительно разбираются в струйном склеивании — это чувствуется, когда общаешься с их технологами. Они не скрывают, что позаимствовали некоторые решения у старых моделей ZCorp, но серьезно доработали систему подачи связующего.

Например, в их принтерах используется двухкомпонентное связующее — основное и активатор. Это позволяет точнее контролировать время схватывания. Для сложных стержней с перемычками толщиной менее 3 мм это критически важно.

Кстати, их сайт https://www.3dchleading.ru — не просто визитка. Там выложены реальные отчеты по испытаниям, вплоть до микрофотографий изломов. Редкая откровенность для китайского производителя.

Практические кейсы и ошибки

В прошлом квартале мы печали формы для корпусов редукторов весом 280 кг. Расчетное время печати — 54 часа. Но не учли сезонную влажность — принтер начал выдавать брак через 20 часов работы. Пришлось экстренно устанавливать дополнительный осушитель в цехе.

Сейчас для таких случаев держим запас песка в климатической камере. CH Leading советуют хранить песок при влажности 40-45% — на практике лучше 35-38%, особенно для тонкостенных стержней.

Еще один момент: их фирменное связующее дает усадку около 0.7% после термообработки. Для точных отливок приходится вносить поправки в 3D-модель. Не идеально, но стабильно — в отличие от некоторых европейских аналогов, где разброс достигает 1.5%.

Перспективы и ограничения технологии

Сейчас тестируем печать комбинированных форм — частично песок, частично керамика. Для ответственных зон отливки, где требуется особая стойкость к тепловому удару. CH Leading как раз анонсировали такую опцию в новой прошивке для своих промышленных 3d-принтеров.

Но есть проблема: стоимость отпечатанной формы все еще высока. Для серий от 1000 штук выгоднее традиционные методы. А вот для прототипов и мелких серий — идеально. Особенно когда нужно быстро внести изменения в конструкцию.

Коллеги из авиационной отрасли жалуются на ограничения по размерам — максимальная камера печати у CH Leading 1800×1000×700 мм. Для лопаток турбин хватает, а для крупных станин уже нет. Говорят, работают над моделью 2500×1500×1000, но когда будет — неизвестно.

Выводы для производства

Если нужно осваивать литье высокопрочного чугуна с минимальными вложениями в оснастку — технология оправдывает себя за 8-12 месяцев. Главное — не экономить на подготовке песка и обучении операторов.

CH Leading — не панацея, но для 70% задач их оборудования хватает с запасом. Особенно если работать в связке с их техподдержкой — те действительно помогают решать проблемы, а не отфутболивают, как многие.

Сейчас смотрим в сторону гибридных решений — печать только сложных стержней, а базовые формы делать традиционно. Так выходит на 15-20% дешевле без потери качества. Думаю, это и есть будущее для серийного производства.