Технология 3D-печати песчаных форм китайской компании FHZL



Guangdong Fenghua Zhuoli Technology Co Ltd. (FHZL) — одна из первых китайских компаний, занимающихся исследованиями технологии 3D-печати и ее коммерциализацией. Компания разработала передовые технологии 3D-печати для литейной промышленности. FHZL активно поддерживается правительственными фондами Китая. В настоящее время она — одна из самых успешных в области 3D-печати. Промышленные 3D-принтеры FHZL используют десятки компаний по всему миру.
3D-принтеры от компании FHZL предназначены для изготовления песчано-смоляных форм и песчаных стержней сложной геометрии. Формы используют для получения литых заготовок из цветных металлов, сталей, чугуна, алюминиевых и других сплавов, а также стержней для применения в кокилях.

 

Технология 3D-печати песчаных форм китайской компании FHZL

В отличие от традиционного производства, предлагаемый 3D-принтер позволяет изготовлять песчано-смоляные формы без использования модельной оснастки и на порядок быстрее, чем традиционным методом. Сравнение технологии FHZL и традиционной модельной технологии показано ниже.
 

Процесс FHZL Традиционная технология литья
Не требуются модели, литейная форма может быть сформирована за один раз. Соответствия проектным требованиям можно добиться только
после 3-4-разовой корректировки модели.
Возможность встроенного моделирования, сокращения конструктивных ограничений
и объема механообработки, легкий контроль точности размеров отливки.
Для сложных деталей применима только формовка в нескольких опоках; при увеличении же сложности в деталях повышается вероятность перекоса, возрастает необходимость в очистке
и механообработке.
Повышается точность позиционирования
при формовке как формы, так и стержня.
Стержень изготавливают отдельно, что увеличивает погрешность позиционирования при сборке формы.
Не требуется литейный уклон, снижается масса
отливаемой детали.
Необходимы литейные уклоны.
Возможность создания высокоточных деталей
любой геометрии, особенно сложных в исполнении и включающих свободные поверхности.
Нет гарантии получения качественных поверхностей.
Полная реализация замысла конструктора. Существует много проблемных мест, поэтому при некорректном изготовлении отливки сложно определить, где источник ошибки.
В случае конструктивных отливок возможность корректировки. Высокие инвестиции в разработку новой продукции.

 

  Процесс FHZL Традиционная технология литья
Время изготовления ~ 7 дн. ~ 120 дн.
Трудозатраты и расходы на сырье Очень низкие $ 50…500 тыс.
Требования к квалификации
работников
Профессиональные навыки не требуются, можно работать через неделю обычного обучения. Требуются высокие профессиональные
навыки, самостоятельно можно работать только при определенном опыте.
Рабочая среда Высокая степень автоматизации, легкое управление, экологическая чистота на рабочем месте. Низкая степень автоматизации, высокая
трудоемкость и плохая экология в цехе.

 

Преимущества технологии с использованием 3D-печати

Ускорение сроков изготовления деталей и оснастки в 3–5 раз по сравнению с традиционным способом.
Используется микрокапсульная технология впрыска, основанная на смешивании двух связующих (фурановых смол). По сути, это технология струйной печати (BinderJetting). Первое связующее после смешивания с песком просушивают до подачи песка в бункер, второе связующее (смола) впрыскивается головкой на поверхность, затем, слой за слоем, формируется форма. В одном бункере при необходимости можно напечатать несколько слоев форм. Любая сложная геометрия не накладывает никаких ограничений на процесс. Песок прочно держит запечатанные участки, и формы могут иметь любые диаметры и любые углы, что не гарантируется большинством технологий 3D-печати. Также не нужны никакие поддержки выступам.

Свою технологию изготовления изделий с помощью этого 3D-принтера компания FHZL называет PCM Patternless Casting Manufacturing производство бескаркасных отливок. Сегодня это  одна из самых передовых технологий изготовления литейной оснастки.

Эта технология позволяет быстро создавать песчаные формы и стержни сложной геометрии, поскольку объединяет разные технологии:
• проектирование и моделирование модели в CAD;
• 3D-печать;
• новые материалы;
• систему контроля качества.

На используемых 3D-принтерах можно печатать как целиком сами формы больших размеров, так и только стержни. Возможно также комбинированное изготовление стержней на 3D-принтере, а остальной оснастки — традиционным способом или на специальных станках с ЧПУ, что бывает экономически более выгодно.
Специалисты компании могут дать консультации по подбору оборудования для полного цикла изготовления форм и стержней любым вариантом технологии.
 

Процесс изготовления формы

Процесс 3D-печати песчаной формы включает следующие этапы (рис. 1):
1. Создание stl-файла модели детали. Делается в отдельном программном обеспечении.
2. Создание модели формы (обработка самой детали), когда форма может быть разделена на несколько частей (стержни, другая оснастка).
3. Разбиение модели на слои, которые будут напечатаны на принтере, т. н. слайсинг. FHZL использует собственное программное обеспечение.
4. Для 3D-печати песчаной формы принтеры могут быть разного размера, с одной или двумя камерами. На этом этапе первую смолу, катализатор, смешивают с песком и послойно засыпают в бункер, затем вторую смолу, связующее, наносят (печатают) на каждый слой. Стоит учесть, что в зависимости от требуемого качества формы используют песок разного качества. Если требуется мелкая детализация и гладкая поверхность, используют песок более мелкой фракции. Все настройки для печати открыты и в случае необходимости остаются в памяти устройства, также существуют стандартные настройки для разных материалов формы и применяемых сплавов.
5. Очищают форму сначала с помощью большого пылесоса, а потом вручную. Покрытие на поверхность формы наносят равномерно. При сборке формы на нее также наносят специальный слой покрытия и нагревают в печи для высушивания.
6. Нанесение специального покрытия на поверхность формы.
7. При заливке металлом форму часто помещают в опоку и формуют традиционным методом.
8. Стержни очищают на вибростенде, продувают и отделяют от литников.
9. Последний этап – испытание отливки, контроль ее качества.
 

Технология 3D-печати песчаных форм китайской компании FHZL

Рис. 1.

 

Применяемые материалы

Песок — кварцевый, кальцинированный, синтетический, керамический, разных фракций, в зависимости от требуемого качества печати. Может использоваться и местный песок. Выбор технологом кварцевого или синтетического песка должен отвечать требованиям разных видов последующей обработки отливок, что помогает эффективно контролировать затраты и гарантировать качество.
Фурановые/фенольные смолы, используемые при 3D-печати песчаных форм, должны соответствовать стандарту. Необходимо, чтобы эти связующие полностью склеивали песок и создавали сложные песчаные стержни и формы, отвечающие предъявляемым к ним требованиям.
Примеры получаемых моделей показаны на рис. 2. Возможности принтеров разных моделей приведены в таблице.

 

Технология 3D-печати песчаных форм китайской компании FHZL

Рис. 2.

Достоинства нашего принтера
• Значительно ускоряется процесс литья — от создания модели CAD до получения детали он занимает 7 дней.
• Значительный экономический выигрыш в случае мелких серий, создания прототипов, использования при ремонте деталей.
• Возможность изготовления малых прецизионных отливок, а также отливок сложной конструкции и компонентов сложной геометрии.
• Могут быть получены формы больших размеров — до 2200 см. Уменьшаются припуски при отливках, значительно снижается масса детали. Легко вносить изменения в дизайн изделия — просто меняется stl-файл. Особенно актуально при создании прототипов и новых изделий. Копии могут быть созданы с уже существующих деталей методом обратного проектирования, опыт которого у нас уже есть, как и бесконтактного контроля качества.
• Все настройки и модели сохраняются, и можно повторить или усовершенствовать вывод деталей без каких-либо сложностей.

 

Технология 3D-печати песчаных форм китайской компании FHZL

Рис. 3.

Технология 3D-печати песчаных форм китайской компании FHZL

Рис. 4.

Преимущества нашего принтера перед аналогами других производителей
Высокая точность печати: ±0,3 мм.
Высокая скорость печати: один слой — за ~ 20 с, что в 2–3 раза быстрее скорости печати аналогичных устройств других производителей. При печати форм больших объемов, особенно с мелкой детализацией, выигрыш во времени может составить часы и даже сутки.
Экономичность и эффективность. Можно большую часть песка без связующего использовать повторно.
Низкие расходы на обслуживание. Меньшее количество сопел по сравнению с аналогами обеспечивает большую эффективность печати и низкие затраты на обслуживание.

Разные слои и участки изделия, такие, как кроя или тонкие стержни, могут быть отпечатаны с разным объемом связующего, которое рассчитывается с помощью специального ПО, процесс также может быть выполнен вручную.
Возможность использования разных смол, в том числе производимых в России.

Конструкция принтера предполагает наличие как одного, так и двух бункеров (камер печати). В случае использования двух бункеров возможна, по сути, непрерывная печать, когда одна камера выдает деталь, вторую уже можно запечатывать.
Наличие отработанных промышленных технологий для размеров камеры: 300×250×250 до 2200×1000×800. Принтеры — не экспериментальные, а широко используются на литейных производствах по всему миру, они также могут быть выполнены по индивидуальным требованиям заказчика.
Принтер имеет низкие эксплуатационные расходы, неприхотлив, легок в управлении, интерфейс русифицирован, позволяет использовать песок повторно.
 

О компании FHZL

Компания имеет 20‑летний опыт проектирования таких принтеров. Собственные центры НИОКР и опытно-конструкторских работ, свое подразделение разработки ПО позволяют компании самостоятельно заниматься разработками расходных материалов. А благодаря огромному производственному центру, в котором изделия производят на продажу, у компании накоплен большой опыт изготовления песчаных форм, для чего уже созданы принтеры IV поколения.

Сегодня FHZL превратилась в технологическую компанию, которая может предложить комплексные НИОКР и технологии промышленного изготовления оборудования для 3D-печати песчаных форм, услуги цифрового инжиниринга для обработки 3D-данных, продажи различных расходных материалов для 3D-печати с отработанной возможностью изготовления металлических компонентов и песчаных форм.

Уникальная технология изготовления песчаных форм, основанная на струйной печати с использованием микрокапель 3D-печати. Эта новая технология совместима с традиционным процессом и способна значительно изменить производственный цикл в литейном производстве. Превосходное конструкторское решение и возможность литья с использованием технологии 3D-печати дают клиентам конкурентные преимущества при изготовлении высококачественных и сложных металлических компонентов и песчаных форм.

Наша компания делает бесплатный тестовый вывод деталей, а также занимается коммерческим созданием песчаных форм и конечных изделий. Присылайте нам свои модели для расчета и тестового вывода.
• Компания FHZL создала отраслевой стандарт в технологии изготовления песчаных форм. Результат 20 лет разработок технологий и материалов — IV поколение принтеров, применяемых в литейных технологиях, где уже накоплен огромный опыт.
• Компания имеет более 100 собственных патентов и изобретений и уникальные собственные разработки, в том числе собственное ПО и свои материалы.
• Компания занимает первое место в Китае по количеству установленных 3D-принтеров для изготовления песчаных форм и стержней. ■  

По всем вопросам приобретения принтеров FHZL связывайтесь с компанией i3D — 3d@i3d.ru

 

Источник журнал "Аддитивные технологиий" № 4-2019

 

Теги: 

Guangdong Fenghua Zhuoli Technology Co Ltd. (FHZL), технологии 3D-печати для литейной промышленности, 3D-принтер PCM Patternless Casting Manufacturing, компания i3D, журнал "Аддитивные технологиий" № 4-2019, 3D-принтеры для изготовления песчаных форм

 

Внимание!
Принимаем к размещению новости, статьи или пресс-релизы
со ссылками и изображениями. info@additiv-tech.ru