Промышленный 3d-принтер песка с неорганическим связующим производитель

Если честно, когда слышу про ?неорганическое связующее для 3D-печати песком?, половина коллег сразу представляет себе что-то вроде эпоксидных смол — и это главная ошибка. На деле речь идёт о силикатных или фосфатных системах, которые работают при температурах от 160°C и дают прочность на сжатие до 4 МПа. Мы в CH Leading Additive Manufacturing (Guangdong) Co., Ltd. сначала тоже перебрали десяток составов, пока не подобрали тот, что не сыпется после заливки чугуна.

Почему неорганическое связующее — это не ?просто клей?

В 2021 году мы тестировали принтер с органическим связующим для песчаных форм. Результат? После 20 отливок форма начала деформироваться у краёв — термостойкости не хватило. Перешли на неорганику: тот же кварцевый песок, но с силикатным связующим. Важно не просто смешать компоненты, а выдержать pH в диапазоне 9–11, иначе реакция полимеризации идёт с перекосом.

Кстати, о точности: наш промышленный 3d-принтер песка с системой Jet Fusion даёт погрешность ±0,15 мм на слое 300 мкм. Но если связующее подаётся с колебаниями давления больше 0,2 бар — тут уже и ±0,5 мм не предел. Как-то раз на заводе в Цзянсу забыли заменить фильтр на насосе, и за неделю мы получили брак в 12 форм.

И да, неорганическое связующее не пахнет при печати — это плюс для цехов без мощной вентиляции. Но есть нюанс: остаточная щёлочность после отверждения. Если не промыть форму слабым кислотным раствором, при контакте с металлом возможны газовые раковины.

Кейс: отладка параметров для крупногабаритной отливки

В прошлом году делали форму для турбинной лопатки весом 280 кг. Проблема была в трещинах на рёбрах жёсткости. Оказалось, скорость печати стояла 12 сек/слой, а для такого рельефа нужно было снизить до 8 сек/слой — чтобы связующее успевало проникать в узкие зоны.

Тут пригодился наш опыт с технологией струйного склеивания (BJ): мы добавили калибровку сопел каждые 4 часа работы. Мелочь? На бумаге да. Но без этого стабильность геометрии падала на 7% каждые 10 часов печати.

Кстати, о материалах: мы использует песок с модулем крупности 65–85, но для тонкостенных деталей (<3 мм) перешли на 55–75. Разница в шероховатости поверхности — до 2 мкм по Rz.

Оборудование: что скрывается за ?стабильностью?

Наш 3d-принтер песка с неорганическим связующим серии S-Max имеет два контура подачи связующего — основной и резервный. Сначала инженеры спорили, нужно ли это: мол, насосы работают годами. Но на практике один раз прокололи трубку осколком песка, и система переключилась на резерв за 3 секунды — без остановки печати.

Тепловая камера — отдельная история. Раньше сушили при 180°C, но для сложных форм с перепадом толщин стенок это приводило к напряжению. Сейчас используем ступенчатый нагрев: 80°C → 120°C → 160°C с выдержками. Время цикла выросло на 15%, но брак упал с 6% до 0,8%.

По опыту CH Leading, ключевое в промышленный 3d-принтер — не скорость, а повторяемость. Можем печатать 5 лет подряд одинаковые формы — и допуски будут в рамках техпроцесса.

Где мы ошиблись: провальный тест с рециклингом песка

В 2022 пробовали использовать регенерированный песок с добавкой 30% свежего. Экономия? На бумаге 40%. Реальность? После 3 циклов содержание мелкой фракции (<20 мкм) выросло до 12%, и связующее стало распределяться неравномерно. Пришлось вернуться к одноразовому песку — хоть и дороже, но стабильность важнее.

Ещё один урок: неорганическое связующее чувствительно к влажности. Как-то в сезон дождей в Гуандуне не досушили песок до кондиции (остаточная влажность 0,3% вместо 0,1%). Результат — формы недобрали 20% прочности. Теперь в цехе стоит датчик точки росы.

Коллеги из авиационного завода как-то спрашивали: можно ли печатать формы для титана? С неорганическим связующием — да, но нужны добавки оксида алюминия в песок, иначе температурный удар 1600°C не выдерживает.

Интеграция в производство: неочевидные нюансы

Когда устанавливали первую систему на заводе в Фошане, столкнулись с вибрацией от ковшового транспорёра. Казалось бы, мелочь — но из-за неё точность позиционирования скакала на ±0,3 мм. Решили демпфирующими подушками под фундамент.

Сейчас в CH Leading Additive Manufacturing рекомендуем клиентам выделять под принтер отдельную зону с контролем температуры ±2°C. Да, это капризно, но когда видишь, как форма для гидравлического клапана идёт в брак из-за скачка в 5°C — начинаешь ценить стабильность.

По поводу обслуживания: мы перешли на плановую замену фильтров каждые 200 часов (ранее было 500). Дороже? Да. Но зато за год ни одного случая засорения сопел.

Что в итоге

Неорганическое связующее — это не панацея, а инструмент. Да, оно даёт лучшую термостойкость и экологичность (нет выбросов стирола), но требует точного контроля параметров. Наш 3d-принтер песка с такими системами уже отработал 6000+ часов на заводах в Китае и РФ — и цифры говорят сами за себя: средняя прочность форм 3,8 МПа, отклонение по геометрии ≤0,2%.

Главное — не гнаться за рекордами скорости. Лучше печатать на 15% медленнее, но получить стабильный результат. Как показала практика CH Leading, именно этот подход окупается в серийном производстве.

P.S. Кстати, если увидите в спецификациях ?автоматическая калибровка платформы? — уточняйте, идёт ли речь о лазерной или механической системе. Мы после тестов оставили лазерную: погрешность ±0,05 мм против ±0,12 мм у механической.