在汽车行业或机械制造业,一些复杂零件的生产制造,比如FEAD(发动机前端附件驱动系统支架、变速箱等的开发或小批量生产最需要快速和高效。但常规的熔模铸造技术恰恰在这方面有缺陷。 

德国工具钢制造企业Schmolz+Bickenbach Guss公司铸造经理Thomas Peipp说:“问题是即时生产所需的蜡模需要昂贵的注塑模具和蜡机,而当用于新产品开发或小批量的产品制造时,这些模具会变得昂贵而费时,从而导致单位产品的制造成本居高不下。” 

于是Schmolz+Bickenbach转向使用3D打印技术来制造这些复杂的零件。据天工社了解,他们选择了同在德国的工业级3D打印机制造商voxeljet的产品voxeljet 1000帮助公司快速产铸造模具,降低制造成本。

 

 

 

快速制作失蜡模具 

voxeljet 1000 3D打印机可以在24小时内制造出直径为500毫米的弗朗西斯转轮塑料模具。该模具使用的材料是PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯),其软化点为73℃,在温度700℃以上燃烧无残余物。非常适用于用失蜡法铸造零部件。 

“过去,我们有一些模具是在voxeljet服务中心打印的。随着3D打印技术的优势越来越明显,而且我们打印模具的需求量不断上升,使得我们在2013年投资购买了一台voxeljet 3D打印机。” Peipp说,“使用VX1000打印机,我们的熔模铸造工厂最大可以打印尺寸达到1060×600×500毫米、单重达到70公斤的零部件。从而可以更加快速、高效地为我们的客户提供支持和服务。” 

VX1000 3D打印机配有高性能的打印头,打印分辨率高达600 dpi,打印速度也比较高。据天工社了解,VX1000的技术原理是先在粉末床上铺展一薄层粉末,然后在上面有选择地定向喷洒粘合剂使其粘合在一起,然后依次类推逐层构建打印对象。而未粘合的粉末则自然起到了结构支撑的功能。从而可以创建复杂的自由曲面与底切(undercuts)。打印完成后,残余的粉末颗粒可以用蜡渗透法除去,保证了塑料模具具有封闭而洁净的,提高熔模铸造件的质量。 

 

 

 

塑料模具取代蜡模 

在随后的处理工艺与传统制造方法相同:先在模具表面覆盖陶瓷涂层,然后将其放入窑中。当温度超过700℃时,塑料模具完全燃烧,无任何残留(天工社注:这也是失蜡法名称的由来)。  

 

浇注系统的安装 

叶轮铸件 

冷却过程 

 去除陶瓷外壳

后处理 

 

“无论是原型、单个零件还是小批量生产,3D打印技术使我们能为高度复杂的设计快速制作熔模铸造模具,而且十分经济,这是我们面对的客户一个巨大优势。” Thomas Peipp总结说。

 



 

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