3D Печать Металлом: Как Традиционным Литейкам Остаться Конкурентоспособными

3D Печать Металлом: Как Традиционным Литейкам Остаться Конкурентоспособными

VOXELJET ПРЕДЛАГАЕТ 3D-ПЕЧАТНЫЕ РЕШЕНИЯ КАК ЗАТРАТНО-ЭФФЕКТИВНУ, ОРИЕНТИРОВАННУЮ В БУДУЩЕЕ АЛЬТЕРНАТИВУ ДЛЯ ЛИТЕЙНЫХ ПРОИЗВОДСТВ

Май 2018 г. — Производители самолетов, автомобильные OEM-производители или дизайнеры: когда требуется быстрое производство небольших партий сложных деталей, все больше и больше компаний обращаются к металлической 3D печати. Означает ли это конец классической литейной промышленности? Ни за что! Литейные заводы используют 3D печать — технологию будущего — для печати лимоделей литья и форм в течение десятилетий, чтобы оставаться конкурентоспособными в долгосрочной перспективе.

В последние годы продажи промышленных 3D-металлических принтеров экспоненциально увеличились. Автомобильные OEM-производители, производители самолетов и дизайнеры признают потенциал технологии производства, позволяющей наносить тонкие слои металлического порошка на компоненты с помощью энергии излучения лазеров. Основные преимущества: большая свобода дизайна и плотность деталей более 99 процентов. Дизайнеры могут печатать легкие компоненты с сумасшедшими геометриями, которые раньше было трудно изготовить с использованием традиционного металлического литья.

Но компоненты, созданные с использованием 3D-принтера, имеют не только захватывающие, футуристические формы — они также приводят к огромной экономии средств, потому что они не только оптимизируют топологию, но и обеспечивают значительное снижение веса и требуют меньшего количества компонентов и функциональных улучшений. Пример из авиационной промышленности: если самолет Airbus A380 сделан на 74,2 кг легче, установкой 3D напечатных компонентов, таких как пряжки ремня безопасности с вырезами в форме сот, за срок службы самолета 30 лет, это обеспечивает сокращение расходов топлива на сумму около 6,7 млн. долларов США. Сберегательный потенциал, который позволяет легко понять, почему производители используют 3D-печать. А литейные предприятия? Многие считают, что литье топологически оптимизированных деталей является слишком дорогостоящим и трудоемким. Клиенты также, как правило, считают литейную промышленность негибкой и не очень инновационной, а также вялой из-за длительного времени доставки. Это означает, что многие литейные предприятия сталкиваются с неопределенным будущим. Означает ли это конец классического литья металла?

3D ПЕЧАТЬ МЕТАЛЛОМ ВСЕ ЕЩЕ БЕЗВРЕДНЫЙ КОНКУРЕНТ

Металлическая 3D печать, такая как прямое металлическое лазерное спекание (DMLS), в настоящее время конкурирует с литейными заводами только в относительно небольшом сегменте. Пространство построения DMLS-систем идеально подходит для небольших компонентов. А для 3D-печатных компонентов для аэрокосмической промышленности требуется многолетняя сертификация, которую отливка из металла имела уже несколько десятилетий. Прямая 3D-печать металлом также относительно дорога. Это связано не только с высокой стоимостью металлического порошка, но и с высокой стоимостью 3D-принтеров и сравнительно медленными скоростями печати.

Компоненты от принтеров с использованием металлического порошка обычно требуют последующей  обработки после печати. Это означает, что опорные конструкции и опорные плиты должны быть удалены. Кроме того, для достижения высокой плотности компонентов и достаточного сопротивления требуется печь для спекания или горячее изостатическое прессование (HIP). Суть в том, что средние цены на 3D-печатные металлические компоненты составляют около 300 евро за килограмм для алюминия, 400 евро для нержавеющей стали и до 1300 евро за килограмм для специальных сплавов. В качестве прямого сравнения цена на литую сталь составляет от 6,50 до 32 евро за килограмм.

Но что происходит, когда 3D-технология развивается дальше, камеры построения становятся все больше, материалы дешевле, автоматизация после обработки и технологии подходят даже для серийного производства на определенном этапе? Останутся  ли в этот момент классические литейные производства?

РАЗБЕЙТЕ ВАШЕГО ОППОНЕНТА В ЕГО СОБСТВЕННОЙ ИГРЕ

voxeljet убежден, что этого не произойдет. Литейные цеха также могут экономично производить компоненты со сложной геометрией в небольших сериях, что обеспечивает их будущую конкурентоспособность. При условии, что они могут создавать сложные формы быстрее и экономичнее — без необходимости использования дорогостоящих специальных инструментов. В этом случае 3D-принтеры играют роль, поскольку они печатают с использованием струйного связующего, чтобы быстро создавать песчаные формы без оснастки! Например, Voxeljet VX4000, который имеет камеру сборки 4000 x 2000 x 1000 мм, является самой большой в мире системой 3D-печати для производства песчаных форм и стержней. Система может быть использована для быстрого автоматизированного производства песчаных форм для литья с использованием процедуры связывания струей, которая печатает экономически выгодно из-за ее значительно более высоких скоростей сборки. Промышленная платформа может производить либо много небольших серий, либо отдельные компоненты большого объема.

РАЗБРЫЗГИВАНИЕ СВЯЗУЮЩЕГО: ВОТ КАК ЭТО ДЕЛАЕТСЯ

Валик распространяет слой песка слоем размером 300 микрометров на площадке построения. Затем мобильная печатающая головка использует обычно используемое литейное связующее для соединения зерен песка в областях, где должна создаваться песочная форма. План строительства должен быть доступен в виде файла САПР. Платформа сборки затем опускается каждым слоем, и процесс повторяется до тех пор, пока песочная форма не будет готова. Как только операторы удалили избыточный песок из формы с помощью сжатого воздуха, она готов к литью. Без трудоемкой и дорогостоящей пост-обработки, в отличие от компонентов от 3D-металлических принтеров.

Печатные песчаные формы для литья ведут себя как классические формы и достаточно устойчивы, чтобы выдерживать жесткие требования к металлическому литью. Связующее обеспечивает прочность на изгиб песчаных деталей от 220 до 500 Н / см² — стойкости традиционно изготовленных песчаных стержней.

Еще одним важным преимуществом литья является: возможность также отливать гораздо более разнообразные материалы, например легкие сплавы, такие как магний. Использование 3D-печати с металлическим литьем означает, что любые сплавы могут быть реализованы; в отличие от металлической печати, которая в настоящее время по-прежнему ограничена несколькими специальными сплавами.

3D НАПЕЧАТАННЫЕ ЛИТЕЙНЫЕ ФОРМЫ: НОВАЯ СВОБОДА ДИЗАЙНА И ОГРОМНЫЕ СБЕРЕЖЕНИЯ ВРЕМЕНИ

Преимущества 3D напечатанных форм для литья очевидны: по сравнению с обычным производством они не требуют фрезерования с ЧПУ или любого другого специального инструмента, что может поднять цены на литье металлов. Кроме того, как и при 3D-печати металлов, ограничений в плане дизайна меньше. Дизайнеры могут реализовать даже самые деликатные внутренние геометрии с разрешением до 600 точек на дюйм и не должны думать о деформировании фасок, разделителей или углублений. В отличие от трехмерной металлической печати, не требуется печатных опорных конструкций, из которых много идут в отходы. Кроме того, системы печати Voxeljet позволяют создавать несколько компонентов друг над другом в одном процессе печати. Это экономит время и оптимизирует использование коробки в системе. Материалы, используемые в 3D-печати, уже используются в литейных цехах в течение десятилетий и могут быть легко объединены в гибридные детали (печатные и традиционно изготовленные формы из песка).

Еще один аргумент в пользу 3D-печати форм: экономия времени. Литейные предприятия сообщают, что они достигают беспрецедентной экономии времени при производстве сложных песчаных форм для литья. Кроме того, литье металлов в таких отраслях, как аэрокосмическая промышленность, является квалифицированным и сертифицированным процессом, в отличие от 3D-печати. Таким образом, литье металлов является проверенным методом производства, который уже обеспечивает высокий уровень удовлетворенности клиентов, поскольку компоненты практически любого размера могут быть экономично изготовлены в виде одного компонента.

ЛИТР НАПЕЧАТАННОГО ПЕСКА СТОИТ ВСЕГО ДЕВЯТЬ ЕВРО

Binder Jetting быстрее и дешевле, чем большинство других процессов 3D-печати. Поскольку печатающая головка VX4000 имеет более 25 000 индивидуально контролируемых сопел и ширину печатающей головки, равную 1100 миллиметрам, скорость печати составляет до 120 литров в час!!! Напротив, принтеры, которые работают с использованием селективного лазерного плавления (SLM) и работают только с одним лазером в каждом конкретном случае, намного медленнее. Скорость их сборки составляет около 0,1 литра в час.

Процедура струйной поструйки также дешевле. В зависимости от сложности и желаемого времени доставки компонентов средняя цена одного литра печатного песка составляет около девяти евро. С другой стороны, один литр печатной стали стоит около 3100 евро. Во многих приложениях, таких как аэрокосмические компоненты, теперь можно экономично использовать практически любой размер и количество, используя Binder Jetting в сочетании с металлическим литьем: например, насосы, ведущие колеса, выпускные коллекторы, корпуса, рамы, большие конструкционные элементы и т. д. уже производятся с использованием быстрого литья. Быстрое литье также впечатляюще обрабатывает широкий спектр материалов — даже легкие сплавы, такие как магний, могут быть обработаны.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ: ЛИТЕЙКИ ДОЛЖНЫ НАЧАТЬ МОДЕРНИЗАЦИЮ КАК МОЖНО БЫСТРЕЕ

3D-печать металлом, безусловно, будет приобретать все большее значение в ближайшие годы, поскольку принтеры станут все более мощными, а инвестиционные затраты упадут. К 2020 году эксперты прогнозируют снижение цен до 60% для систем начального уровня.

В этом случае аддитивная прямая обработка металлических порошков может фактически занять значительно более высокую долю рынка литейного производства, особенно для малых и средних компонентов. Однако она не будет полностью заменять процессы серийного литья. Но она получит значительную долю рынка. Поэтому литейные предприятия должны модернизировать свое производство раньше, чем позже. «3D-песочная и пластиковая печать — идеальная альтернатива литейным цехам, как с точки зрения стоимости, так и с точки зрения сложности печати», — говорит Инго Эдерер, исполнительный директор Voxeljet. «Литейные цеха могут производить одинаково сложные компоненты, не изменяя технологическую цепочку. Литейным предприятиям не нужно приобретать свои собственные системы 3D-печати, так как есть поставщики услуг по всему миру, поставляющие 3D песочную или пластиковую печать».

Благодаря сегодняшним экономичным литейным формам без оснастки уже можно воспроизвести любой размер детали. Это означает, что клиенты имеют широкий спектр доступных материалов — с сертифицированными процессами.

Что вызывает вопрос, как быстро 3D-принтеры, использующие металл, смогут догнать литейную технологию.

ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БРОШЮРЫ:

«3D Печать Металлом: Как Традиционным Литейкам Остаться Конкурентоспособными»

ОТПРАВЬТЕ ЗАПРОС НА ek@3dsmart.com.ua

No Comments

Post A Comment

Подпишитесь на рассылку новостей
Аддитивного Производства, чтобы быть
профессионалом в современных
промышленных технологиях

Вы успешно подписались на рассылку.

There was an error while trying to send your request. Please try again.

СМАРТПРИНТ - Прямое Цифровое Производство will use the information you provide on this form to be in touch with you and to provide updates and marketing.