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砂型三维打印机

彩色三维打印机

技术原理

它属于一种微滴喷射型的间接金属零件快速制造技术, 又名 “砂型无模铸型制造技术(PCM,Patternless Casting Manufacturing)”,有效集成了三维设计、3D打印、智能数控、快速铸造、新型材料、机械电气等一系列学科技术。 结合传统树脂砂工艺,以3D砂型打印技术为核心手段,快速实现砂模制造成形,有效用于快速复杂铸造,无需传统开模,能够大量节省开模周期及开模成本,是当前最先进的一种铸型制造技术。


首先从零件CAD模型得到铸型CAD模型,由铸型CAD模型的信息文件分层,进而得到截面图形,再以层面信息产生控制信息,从而实现打印造型。

造型时,催化剂均匀与原砂搅拌后铺层,喷头则按照截面图形执行精确的喷射粘结剂。粘结剂与催化剂发生胶联反应,层层固化型砂堆积成形。固化完一层后再粘接下一层,所有的层粘接完之后就得到一个空间实体。其中型砂在粘结剂没有喷射的地方仍是颗粒态,易清除,清理出中间未固化的散砂即得到一个有一定壁厚的铸型。再在砂型的内表面涂敷或浸渍涂料之后就可用于浇注金属。


应用优势

特别适合各类复杂金属零部件及模具的制造;

特别适合新产品开发、实验试制、个性化定制及中小批量型生产;

可有效替代模具与射芯机,大量节省模具开发成本,缩短生产周期,进入柔性生产线。

适合各类有色金属(Al合金、Cu合金等)、黑色金属(HT、QT、RuT等)的铸造。 


应用领域

3D砂型打印工艺将増材制造(3D打印)原理运用到传统的铸造行业,可以极大地简化传统的铸造生产过程,尤其在单件、小批量生产和新产品的试制开发,能充分适应市场的需求。 


在各行各业的产品制造以及新产品开发当中,都需要大量地生产有内腔、表面复杂的铸件,例如:汽车发动机的缸体缸盖,飞机的大中型复杂金属铸件,各类泵的泵体及叶轮,汽轮机高压壳体,石油防喷器及各类阀体,武器装备中复杂结构的金属零件,火箭导弹上使用的耐热合金件等等。 


采用ALPHA系列产品生产铸件,其尺寸精度、加工余量和表面质量优于传统铸造工艺,不但可以极大地缩短开发和制造周期,而且还大大降低了生产成本。


只要修改三维设计图,就可以轻松快速地生成复杂铸件。同时,一个产品的多个设计方案可被同时制造出来,所见即所得,没有额外费用。因此,可轻松实现低成本的大规模定制。系统可以集成到现有的传统制造工艺中去。从航空航天、汽车到机床、电机、泵、阀的研发和制造,ALPHA砂型打印应用正在众多行业中迅速扩散。

    航空航天

    砂型打印在航空航天和国防工业用来生产复杂的齿轮箱和盖,燃料箱,变速器外壳,轻型发动机零件结构铰链、叶轮和叶片,ALPHA工业打印可快速生产已停产的备件。

汽车/工程机械行业

 在汽车行业,ALPHA工业打印可生产发动机部件,如缸盖,进气歧管,差速器壳和发动机缸体。设计师可大大缩短部件创新开发周期。设计师可在设计完成后的几天内进行实际铸件的测试。型芯和型壳可集成打印,减少铸件制备时间、提高铸件性能。

能源/油/气/泵阀/重工装备行业

 无论大小或复杂性,在能源,油气、泵阀、重工装备行业,ALPHA砂型打印将以最快和最具成本效益的方式完成铸件成型,将叶轮、特种电机壳、复杂连接件快速变成实物。


技术及效益比较

以开发汽车发动机缸体及缸盖为例

项目

采用传统铸造技术

采用ALPHA砂型打印技术

流程

设计→开模具→翻砂→浇注→铸件→加工→装配→台架试验验证

设计→3D打印铸型→浇注→铸件→加工→装配→台架试验验证

耗时

5-6个月

1个月(首件2周)

费用

100-200万元

10万元左右

修改

改模具甚至重开模具,耗时更长

通过计算机修改设计数据再做即可,节省模具费用,缩短制造周期



技术指标

性能参数

打印系统

打印头

工业喷头阵列1~6

打印速度

30~55s/

软件系统

功能模块

文件输入/输出、视图、排版工具、切片和加工模块

数据格式

stl、prt、step、iges等

操作系统

WindowsXP/2000 /Windows7/ Windows10

成型参数

成型尺寸

600×400×400mm/1000×600×500/1500×1000×450

成型层厚

0.05~0.5mm

机械精度

0.02mm

成型材料

树脂砂型

原砂;酚醛树脂、呋喃树脂、水玻璃;固化剂

金属成型

粉末冶金品质粉末

塑料制件

PMMA、工程塑料等

成型精度

±0.15mm/100mm

电源

AC220V或AC380V

设备重量

220~3000Kg

工作环境要求

环境温度:22 ± 2 °C

相对湿度:55 ± 5 %

 


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