3d-печать песчаных форм для металлического литья производители

Когда слышишь про 3D-печать песчаных форм, половина заказчиков сразу представляет дешёвые китайские установки с кривыми швами. А ведь технология струйного склеивания — это не про ?сделать быстро?, а про точное соответствие чертежу без допусков на усадку. Вот на этом этапе обычно и начинаются проблемы с подбором производителя оборудования.

Ключевые технологии в промышленном литье

Мы в своё время перепробовали три разных поставщика, пока не столкнулись с оборудованием от CH Leading. Их установки для 3D-печати песчаных форм изначально проектировались под серийное литье — не как у большинства, где сначала делают демо-версию, а потом дорабатывают под реальное производство.

Особенность их подхода — технология струйного склеивания адаптирована именно для металлургических задач. Помню, как на тестовой отливке лопатки турбины форма выдержала 18 циклов — обычно после десятого уже появляются трещины в угловых зонах. Здесь же сыграло роль покрытие, которое наносят на песчаную смесь.

Кстати, про состав смесей — многие недооценивают важность равномерности распределения связующего. В стандартных установках бывают ?мёртвые зоны? по краям рабочей камеры, но в нашем случае с CH Leading Additive Manufacturing пришлось отдельно проверять — разница в плотности на краях и в центре не превышала 3%.

Практические сложности внедрения

Первые месяцы работы с 3D-печатью песчаных форм постоянно сталкивались с ?плавающей? геометрией. Казалось бы, один и тот же файл, одинаковые настройки — а размеры отличаются на полмиллиметра. Оказалось, проблема в температурном режиме сушки — производители часто не учитывают, что в цеху может быть +18°C вместо лабораторных +23°C.

У CH Leading в паспорте на оборудование чётко прописан диапазон 17-25°C с поправками на влажность. Мелочь? Нет — именно такие детали отличают оборудование, которое работает, от того, что просто занимает место.

Ещё один нюанс — скорость печати. В спецификациях пишут 25-30 секунд на слой, но на практике при печати сложных рельефов время увеличивается до 45 секунд. Это нормально — главное, чтобы производитель заранее об этом предупреждал, как это делает CH Leading в своих технических руководствах.

Кейсы и ошибки

Был у нас проект с литьём корпусных деталей для судовых двигателей — форма весом под 200 кг. Первый блин вышел комом — при печати нижние слои деформировались под нагрузкой. Стандартное решение — увеличить толщину стенок, но это вело к перерасходу материала.

Инженеры CH Leading предложили изменить ориентацию модели в камере — разместить под углом 15 градусов. Решение неочевидное, но сработало — деформация исчезла, а время печати выросло всего на 7%.

Другой пример — при печати форм для алюминиевого литья столкнулись с тем, что мелкие элементы (резьбовые вставки) не держались в песчаной массе. Обычно производители советуют увеличивать диаметр литников, но это портит качество поверхности. Здесь помогла калибровка сопел — уменьшили диаметр подачи связующего с 80 до 60 микрон.

Экономика процесса

Многие считают, что 3D-печать песчаных форм оправдана только для штучных изделий. На практике же при серии от 50 штук она уже конкурирует с традиционным оснащением — особенно если учитывать стоимость исправления брака.

У нас был показатель — 12% брака при сложном литье стальных отливок. После перехода на печать форм от CH Leading упал до 3-4% — в основном за счёт точного повторения геометрии. Это тот случай, когда дорогое оборудование окупается не скоростью, а снижением потерь.

Кстати, про стоимость — часто забывают учесть расходники. Песчаные смеси у разных производителей могут отличаться по цене в полтора раза, но экономить здесь нельзя. Дешёвые аналоги забивают сопла после 20 часов работы — чистка системы обходится дороже самой экономии.

Перспективы развития

Сейчас присматриваемся к гибридным решениям — когда основную массу формы делают традиционным способом, а сложные элементы допечатывают. CH Leading как раз анонсировали такую опцию для своего оборудования — интересно, как это будет работать на практике.

Ещё одно направление — печать форм для титановых сплавов. Здесь требования к жаропрочности совсем другие — стандартные составы не выдерживают температуры выше 1600°C. В лабораторных условиях уже есть образцы с добавлением циркониевых присадок — но пока это дороже в 4-5 раз.

В целом рынок 3D-печати песчаных форм движется в сторону специализации — универсальные установки постепенно уступают место решениям под конкретные материалы и задачи. И те производители, кто это понял — как CH Leading с их фокусом на металлургию — будут определять развитие отрасли.