Промышленный 3d-принтер песка для автомобильных компонентов производитель

Когда слышишь про промышленный 3d-принтер песка, многие сразу представляют хрупкие прототипы или сувенирные фигурки. Но в автостроении это давно переросло стадию экспериментов — речь о литейных формах для двигателей, корпусов КПП, турбин. Главное заблуждение? Что достаточно купить установку и можно штамповать детали. На деле 90% успеха — это калибровка параметров печати под конкретный сплав и геометрию.

Почему песок, а не металл?

В 2018 мы тестировали печать металлом для кронштейнов подвески — вышло дорого и долго. А вот песчаные формы для алюминиевого блока цилиндров дали сокращение цикла с 14 дней до 40 часов. Важный нюанс: не всякий песок подходит. Фракция 0,1-0,3 мм с окатанными гранями — иначе трещины при заливке. Мы через это прошли, когда в 2020 г. испортили партию форм для тормозных суппортов из-за песка с острыми краями.

Кстати, о геометрии. Сложные каналы охлаждения в головке блока — там, где традиционная оснастка бессильна. Но и тут есть подводные камни: если не рассчитать газопроницаемость формы, появляются раковины. Однажды пришлось переделывать 3 партии форм для дизельного коллектора, пока не подобрали толщину стенок и режим прокалки.

Сейчас работаем с CH Leading Additive Manufacturing — их принтеры дают стабильную плотность 1,65-1,72 г/см3. Это критично для тонкостенных отливок. Колесо ГТД толщиной 2,8 мм мы смогли отлить только на их оборудовании после неудач с двумя европейскими аналогами.

Кейс: отладка процесса для корпуса АКПП

В 2022 к нам пришел заказ на формование корпуса АКПП весом 84 кг. Проблема — ребра жесткости с обратным углом. На первом этапе 30% форм разрушались при сборке. Разобрались: не хватало точности позиционирования стола. Принтер BJS-800 от CH Leading Additive Manufacturing (Guangdong) Co., Ltd. дал погрешность 0,08 мм вместо требуемых 0,1 мм — ситуация выправилась.

Интересный момент: пришлось модифицировать связующее. Стандартный фурановый смолы давали газовыделение при заливке чугуна. Перешли на фенол-формальдегид с добавкой 2% графита — брак упал с 12% до 0,7%.

Сейчас этот кейс описан на их сайте https://www.3dchleading.ru в разделе про автомобильные компоненты. Там есть детали по термообработке — мы как раз их рекомендации использовали для отжига при 680°C.

Оборудование vs материалы

Часто спрашивают, что важнее — принтер или рецептура смеси. Однозначно — симбиоз. У CH Leading Additive Manufacturing сильна как раз патентами на композитные порошки. Их состав Sand-102 с цирконом и хромитом выдерживает температуру стали до 1650°C — проверяли на выпускных коллекторах.

Но и механика важна: например, вибрация дозирующей головки при печати крупных форм (свыше 2 м). У нас был случай, когда от вибрации сыпалась незапечатанная область. Пришлось ставить демпферы — сейчас это уже встроено в их новые модели.

Кстати, про обслуживание. После 1400 часов печати обычно требуется замена фильтров системы рециркуляции песка. В документации к BJS-серии это прописано, но мы на практике вывели свой график — раз в 1200 часов, особенно при работе с влажным песком.

Экономика против традиционных методов

Сравнивали стоимость оснастки для крышки клапана ВАЗ: фрезеровка — 370 тыс руб, 3D-форма — 84 тыс. Но есть нюанс — при тираже свыше 500 штук литье в постоянные формы выгоднее. Поэтому мы используем гибрид: пилотная партия — печать, серия — металлическая оснастка.

Еще один момент — брак. В начале внедрения у нас было до 18% бракованных отливок из-за непрогретых форм. Сейчас предварительный нагрев до 80°C стал стандартом. Добавили ИК-лампы над зоной печати — проблема ушла.

По данным CH Leading, их клиенты в среднем экономят 67% времени на запуск новых деталей. Но это если команда прошла обучение — мы своих технологов отправляли в их учебный центр в Гуанчжоу. Без этого в первые месяцы были постоянные косяки с ориентацией модели в камере.

Что не получится напечатать

Не все детали можно отливать в песчаных формах. Например, поршни с внутренними масляными каналами — там нужны стержни, которые почти невозможно извлечь. Пробовали делать разборные формы — не вышло из-за точности стыков.

Еще ограничение — масса отливки. Выше 200 кг начинается проседание нижних слоев формы под собственным весом. Для станин прессов пришлось разрабатывать армирующие вставки — сейчас это есть в опциях BJS-1000.

И да, не пытайтесь печатать формы для деталей с толщиной стенки менее 1,5 мм — алюминий не успевает заполнить полость. Проверено на 11 неудачных попытках для кронштейнов системы выхлопа.

Перспективы и тупики

Сейчас тестируем печать форм с каналами под охлаждение — для ускорения цикла литья. Но столкнулись с засором сопел при использовании добавок-модификаторов. Видимо, придется менять диаметр дюз с 0,3 на 0,45 мм.

Из явных тупиков — попытка совместить в одной форме песок и хладоновые вставки для быстрого охлаждения. Тепловое расширение разное, получались трещины. Оставили эту идею.

А вот гибридные формы — где ответственные участки усиливаются керамическими вставками — показали прирост стойкости на 40%. Как раз технология, которую CH Leading запатентовала в прошлом году. На их сайте есть white paper по этому поводу — рекомендую к изучению.

В целом, промышленная 3D-печать песком для автокомпонентов — уже не будущее, а настоящее. Но требует глубокого понимания и литья, и аддитивных процессов. Без этого будет дорогая игрушка вместо инструмента.