3D打印铸件技术的生产原理与优势

2016/12/8 17:00:34来源：网络点击数：351次

为改变长期以来我国制造业大而不强的局面，增强中国制造在全部上的竞争力，促进制造业转型升级，我国出台了“中国制造2025”战略规划，这其中通过技术创新与引进高等智能设备，使制造业走上创新型企业的道路成为重要方向。

铸造业是制造业中的基础性行业，它为汽车、航空航天、机械装备等行业提供较基本的铸件支持，而且我国也是世界上非常大的铸件生产国，产量连续十多年处在较有优势地位。但在铸件的利润比例上却与欧美等工业发达国家存在一定差距。如高等铸件市场利润大部分长期被欧美占据。

面对此种形式，3D打印铸件技术的出现，给铸造业转型升级提供了新机遇。3D打印设备采用的是增材制造技术，即是采用材料“分层制造、逐层累加”的方法制造实体零件，其综合了计算机图形处理、数字化信息控制、激光技术、机电技术和材料技术等多项高技术优势，可以用来改善产品制造环节，大幅缩短研发和生产过程。

在众多3D打印技术之中，三维印刷技术（简称3DP技术）具有成形速度快、成形材料价格低等特点，且成形过程不需要支撑，多余粉末材料去除方便，特别适合于做内腔复杂的原型，较适于与铸造工艺相结合，实现产业化应用。

很多企业可以进口效率高大型3D打印设备，开展3D打印技术在铸造中的产业化应用研究。设备采用3DP工艺，主要用于铸造砂型的直接打印成形，使传统铸造中的模具制造、造型、制芯、合型等4个工序全部由3D打印一个工序代替。

3DP技术是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造三维物体的技术，是信息技术与材料技术、数字制造技术的结合。其原理为：

靠前步，铺砂器用型砂按设定的流砂量逐层铺砂并紧实；

第二步，打印喷头用树脂粘结剂将砂型的截面“印刷”在铺好的每层砂层上；

第三步，“印刷”完毕后，升降平台下降0.1-0.5mm，铺砂器再一次铺砂，打印喷头再一次“印刷”，如此循环往复直至打印完整个砂型。

使用3D技术生产铸件，具有以下几个方面的优势：

靠前，缩短了铸造生产流程

使用3DP技术打印铸造砂型，省去了制作砂型模具的时间和费用，大大缩短了新产品的开发周期和成本，为公司开拓新的市场抢占了先机。

第二，提高了铸件质量，提升了生产效率

3DP技术可以将零散的小砂型打印为一个整体，避免了手工制芯、造型中组芯过程造成的累积误差，提高了砂型的尺寸精度，避免了因砂型尺寸不符造成了铸件尺寸超差的缺陷，且节省了部分组芯工序。

第三，设计灵活，节约成本，降低了制造难度

由于3D打印工艺是采用数字化文件传输入3D打印设备的方式，故其设计方案修改灵活、及时，且可以完成手工造型无法完成的复杂型腔结构的打印，降低了生产难度。

第四，以人为本，绿色铸造，智能铸造

3D打印技术大幅改善了铸造现场的环境，降低了操作人员的劳动强度。用3d打印机替代了人工制芯、造型，节省了人力成本，同时实现了铸造业的智能生产、绿色生产。

3D打印技术在铸造领域的产业化应用，对中国铸造行业的转型升级、铸造工序智能化，以及未来铸造智能工厂的建设将产生变革性的意义。

辽宁南风铸件铸造有限公司