В даний час адитивне виробництво (відоме під назвою як 3D друк) стало незамінним помічником для багатьох галузей. Можливості виготовлення унікальних виробів найскладніших форм та фактур (конфігурацій) з тонкими перерізами стінок, зниження виробничих витрат, економія часу на виробництво деталей та людських ресурсів – такі основні переваги адитивного виробництва, за рахунок яких підприємства можуть отримувати вагомий економічний ефект. При цьому конструктори та технологи можуть легко вносити зміни в 3D-моделях на будь-якому етапі роботи, що відкриває додаткові можливості для виготовлення дослідних зразків зміненої конструкції за короткий час.
Ливарне виробництво є основною заготівельною базою більшості галузей промисловості (машинобудування, приладобудування, авіація, автомобільна індустрія, суднобудування, добування нафти та газу, виготовлення медичного інструменту та техніки, протезування, ювелірних прикрас тощо). Тому застосування адитивних технологій у ливарному виробництві є одним із пріоритетних напрямків.
Поєднання адитивного виробництва з ливарними технологіями вже зарекомендувало та підтвердило свою ефективність у таких країнах світу, як Німеччині, Польщі, Сполучених Штатах Америки, Великобританії, Японії, Франції, Швеції, Китаї під час виготовлення широкої номенклатури виробів із різних сплавів.
На сьогоднішній день, впровадження адитивних технологій у ливарній галузі поширюється і в Україні.
При виробництві виливків (деталей, заготовок) методом лиття найпоширенішим процесом залишається виробництво їх у піщані форми. В свою чергу, чим складніша форма (конфігурація) виливка (литої деталі), тим складніше безпосередньо сам технологічний процес їх виробництва.
Традиційний процес виготовлення виливків у піщаних формах, як правило, полягає в наступному: проєктування САПР → моделювання процесу → виготовлення прес-форм (модельного оснащення, стрижневих ящиків) → виготовлення інструментів, кріплення → виготовлення піщаної форми → підготовка елементів ливарної форми → збірка форми → процес лиття.
Після використання 3D-друку технологічний процес виготовлення виливків спрощується: проєктування CAD → моделювання процесу → виготовлення піщаної форма (ливарного піщаного стрижня) на 3D-принтері → збірка форми → процес лиття. Тобто під час застосуванні адитивних технологій при литті в піщані форми, труднощі, пов’язані з традиційним процесом виготовлення виливків зменшуються.
На малюнку 1 проілюстровано типовий приклад застосування адитивних технологій при виготовленні виливка «Частина турбіни».
Малюнок 1 – Приклад технологічного процесу виготовлення виливка «Частина турбіни» в піщані форми з застосуванням адитивних технологій
1 – 3Д друк стрижнів
2 – Підготовлення надрукованого на 3Д принтері ливарного стрижня
3 – Встановлення надрукованого стрижня у ливарну форму
4 – Заливання зібраної ливарної форми
5 – Отримання металевого виливка
6 – Механічне та фінішне обробленнявиливка
На сьогоднішній день рядом компаній застосовуються декілька технологій 3D друку піщаних ливарних форм і стрижнів. Найпоширенішими є Binder Jetting та технологія FHZL 3D-пісок.
Сутність Binder Jetting (струменевого зв’язування) полягає у пошаровому склеюванні частинок піску (гіпсу) струменевим нанесенням рідкого зв’язуючого (клею) для створення 3D-об’єктів. Ця технологія відома високою швидкістю друку, можливістю створювати великі та складні 3D-об’єкти, а також моделі, форми (для гіпсу), без потреби в опорних структурах.
Технологія FHZL для 3D-друку піском, відома як PCM (Patternless Casting Manufacturing), є різновидом Binder Jetting (струменевого нанесення зв’язуючого). Сутність її полягає у пошаровому змішуванні кварцового (або іншого) піску з першою смолою (активатором), а потім вприскуванні наступного компоненту (затверджувача) через друкуючу головку, що склеює піщинки, формуючи міцні структури, придатні для лиття.
До ключових переваг перелічених вище технологій можна віднести:
- Значне скорочення часу на виготовлення форм порівняно з традиційними технологіями формоутворення.
- Можливість виготовлення литої деталі (виливка) з складними внутрішніми каналами, а також геометріями.
- Виключення технологічної операції виготовлення дороговартісного модельного оснащення;
- Зниження витрат на виготовлення дослідних зразків;
- Підвищення продуктивності виробництва лиття тощо.
Перспективність даних технологій підтверджується рядом промислових підприємств Німеччини, Китаю, США, включаючи підприємства і компанії в Україні.
В свою чергу, розширюються спектр обладнання, матеріалів, а також, кількість компаній-виробників і їх представництв в різних країнах світу (наприклад, такі як
Voxeljet AG, 3D Systems, Смартпрінт тощо).
Технології 3D друку піщаних форм і стрижнів ще кілька років тому здавалися фантастикою, а вже сьогодні успішно можуть використовуватись підприємствами ливарної галузі. Впровадження їх дозволить розширити спектр і номенклатуру литих деталей, особливо для таких галузей, як автомобілебудування, авіабудування, приладобудування, військово-промислового комплексу, медицини, ювелірному виробництві, харчової промисловості тощо.
На сьогоднішній день пріоритетним напрямком розвитку сучасної ливарної галузі залишається впровадження адитивних технологій 3D друку піщаних форм і стрижнів для виготовлення високоякісної конкурентоспроможної продукції з заданим комплексом механічних і експлуатаційних властивостей з різних металів і сплавів.
Перелік посилань
1. Як пісочний 3D-друк змінює формування ливарних сердечників і форм?
URL: http://ua.insta3dm.com/info/how-does-sand-3d-printing-change-the-forming-o-71998957.html.
2. Швидка та вигідна 3D-друк ливарних піщаних форм за технологією Binder Jetting URL: https://mcast.com.ua/uk/. 3. Кращий 3D-принтер для лиття. URL: http://ua.cnfhzl3d.com/industrial-3d-printer/sand-3d-printer/best-3d-printer-for-casting.html.
Як з нами зв’язатися?
Напишіть нам: info@ukrfavorit.com.ua
Зателефонуйте: 0800 33 92 85 (безкоштовно).
Скануйте QR-код та долучайтеся до наших соцмереж!
Разом ми рухаємо індустрію вперед!
Телефон:
+38 (067) 333-92-85
+38 (066) 333-92-85
+38 (044) 333-92-85
Прес-служба «Укрфаворіт»
