3D 프린팅 모래 주조, 기존 주조업체의 필수품

전통적인 주조 산업에서 모래 주형 제작은 생산성, 비용, 복잡한 구조의 주물을 형성하는 능력에 영향을 미치는 핵심 요소였습니다. 고정밀, 짧은 리드 타임, 복잡한 구조 주조에 대한 시장 수요가 증가함에 따라 기존의 수동 주조 및 금형 제작 방식으로는 현대의 제조 요구 사항을 충족하기 어려웠습니다. 첨단 적층 제조 기술인 모래 3D 프린터는 금형 없이 복잡한 모래 주형과 코어를 직접 프린팅할 수 있어 생산 주기를 획기적으로 단축하고 비용을 절감하며 설계의 자유도를 높일 수 있습니다. 이 글에서는 기존 주조업체가 경쟁력을 높이고 생산 공정을 최적화하며 효율적이고 정확한 주조에 대한 시장 수요를 충족하기 위해 샌드 3D 프린팅 기술 도입을 고려해야 하는 이유를 살펴봅니다. 다음은 파운드리 소유주만을 위해 작성되었으며, 여러분에게 영감을 줄 수 있기를 바랍니다.

파운드리 소유주로서 이러한 상황에 자주 직면하시나요?

--고객은 소량의 시험 부품을 원하고 금속 금형을 200,000 개로 만들고 주문 결과는 50 개에 불과하며 금형 비용이 벌어 들인 돈보다 많다는 계산이 발견되면 주문을 포기할 수만 있습니다!
--벌집 구조의 항공우주 부품을 주문한 고객이 왔는데, 기존의 샌드 코어 조립 오차가 부품 크기보다 커서 폐기된 주물을 바라보는 것이 큰 골칫거리였습니다!
--3D 프린팅을 사용하는 경쟁 업체는 잘 알려진 자동차 배터리 팩 주문을 받았으며, 자신의 제안이 다른 30%보다 낮거나 입찰에서 낙찰되지 않았으며 마침내 우리보다 2 개월 더 빨리 다른 사람의 배송에 대해 문의했습니다.

--고객이 디자인을 변경하기 위해 움직이지 않고 창고에 쌓인 300 세트 이상의 스크랩 금형, 계정을 확인하면 금형 재고가 반년의 이익을 차지한 것으로 밝혀져 너무 고통 스럽습니다!

-고객은 복잡한 구조의 조각을 보냈고 가격은 문제가되지 않는다고 말하면서 전통적인 주조 공정은 할 수 없다는 평가를 받았으며 이러한 고 부가가치 주문을 보면 포기할 수밖에 없습니다!

아래에서는 3D 프린팅 모래 주조 기술을 완전히 이해할 수 있도록 모든 상사를 하나씩 명확하게 정리하는 데 도움이되는 기사를 제공합니다!

샌드 3D 프린팅이란 무엇인가요?

모래 3D 프린팅은 비교적 새로운 기술로, 간단히 말해 주조 모래에서 특수 재료를 층층이 "쌓아 올리는" 빌딩 블록과 같은 방식입니다.

과거에는 모래 주형을 만드는 전통적인 방법으로 주형을 만든 다음 그 주형을 사용하여 모양을 만들어야 했는데, 이는 복잡한 과정이며 매우 이상하고 복잡한 모양의 모래 주형을 만들고자 할 경우 특히 어렵고 비용이 많이 들 수 있습니다. 하지만 모래 3D 프린팅은 컴퓨터의 3D 모델과 함께 작동하기 때문에 다릅니다. 설계한 주물의 3D 모델 데이터를 3D 프린터에 입력하면 프린터는 모델의 모양과 구조에 따라 특수 모래 또는 모래와 유사한 재료를 한 층씩 정밀한 방식으로 넣고 서로 접착하여 마치 매우 얇은 '모래 시트'를 무수히 쌓아 올려 완전한 모래 패턴을 만드는 것과 같은 방식으로 주물을 만듭니다. 이러한 방식으로 아무리 복잡한 모양이라도 컴퓨터에서 디자인 할 수있는 한 인쇄 할 수 있고 속도가 매우 빠르며 기존 방법과 같이 복잡한 금형을 만들 필요가 없으므로 많은 시간과 비용을 절약 할 수 있습니다.

모래 3D 프린터의 원리

모래 3D 프린팅은 일반적으로 다음을 사용하여 수행됩니다.바인더 제팅(BJ)기본 원칙은 다음과 같습니다:

1. 모래 퍼뜨리기프린터가 특정 주물 모래(예: 실리카 모래, 세라믹 모래 또는 코팅 모래)를 인쇄 플랫폼에 고르게 펼칩니다.
2. 스프레이 바인더스프레이 노즐이 컴퓨터 모델(CAD 데이터)에 따라 바인더를 정확하게 분사하여 모래 알갱이를 특정 영역에 접착합니다.
3. 반복적으로 쌓이기플랫폼을 내리고 다시 모래를 펴고 바인더를 분사하여 전체 샌드 프린트가 완성될 때까지 한 층씩 경화 및 성형합니다.
4. 재처리결합되지 않은 느슨한 모래 제거, 인쇄된 모래 주형의 경화 및 청소, 이후 금속 주조에 사용할 수 있습니다.

3D 프린팅 모래 주조로 해결할 수 있는 핵심 문제는 무엇인가요?

각 기술의 존재 또는 탄생에는 반드시 '사명'이 있습니다. 일반적으로 특정 문제에 대한 해결책으로 알려진 시장 수요를 충족시키는 것이 그 존재의 가치입니다. 아래에서는 기존 주조에서 발생하는 까다로운 문제를 해결하기 위한 모래 3D 프린팅 기술을 다음과 같이 살펴봅니다:

• 복잡한 형상의 부품 제조전통적인 모래 주조는 항공 엔진 블레이드 내부의 미세한 냉각 채널과 같이 기존 공정으로는 정확한 형상을 구현하기 어려운 복잡한 형상을 제작하기 어렵고 비용이 많이 듭니다. 3D 프린팅 모래는 오목하고 볼록한 자동차 엔진 블록의 모래부터 의료기기 외피의 섬세한 바이오닉 구조를 가진 모래까지 디지털 모델을 기반으로 복잡한 형상을 쉽게 현실로 구현할 수 있어 완벽하게 렌더링할 수 있습니다.
• 긴 생산 리드 타임전통적인 모래 주조는 금형 설계, 금형 제조, 금형 디버깅 등의 긴 과정을 거쳐야하며 대규모 금형의 제조주기는 종종 몇 달을 초과합니다. 3D 프린팅 모래는 금형을 만들 필요가 없으며 디지털 모델에 따라 직접 인쇄하고 디자인 수정은 컴퓨터에서 모델을 조작하고 모델을 다시 인쇄해야만 할 수 있으므로 생산주기를 크게 단축 할 수 있습니다. 새로운 자동차 엔진 블록의 연구 개발, 최소 2 주 이상의 전통적인 주조 금형 스크랩 리메이크와 같은 새로운 모델 인쇄 당일에 3D 프린팅 모래를 완료하고 다음날 주조에 투입 할 수 있습니다.
• 비용 관리의 어려움전통적인 주조 금형 제조 재료 낭비가 심각하고 복잡한 금형의 가동률이 30% 미만이며 인건비가 높습니다. 3D 프린팅 모래 주문형 인쇄, 정확한 모래, 90% 이상의 재료 사용률, 낭비를 줄입니다. 인쇄 공정의 높은 수준의 자동화로 인건비를 줄일 수 있습니다. 연간 5,000 개의 소형 파이프 피팅 주물을 생산할 수있는 소규모 주조소를 예로 들어 3D 프린팅 모래를 도입 한 후 재료비는 연간 15 만 위안, 인건비는 20 만 위안 절감 될 것입니다.
• 낮은 주조 정밀도금형 마모, 분할 표면 피팅 오류, 주조 크기 편차로 인한 전통적인 모래 주형은 종종 ± 1mm 이상, 후속 가공 공차, 재료 낭비, 국부적 인 풀림, 모래 포획 및 기타 결함이 발생하여 주조의 기계적 특성이 고르지 않습니다. 정밀 드라이브의 디지털 모델, 최대 ± 0.5mm 이하의 모래 크기 정확도로 3D 프린팅 모래 모델은 고르지 않은 모래 느슨함을 방지하기 위해 균일 한 콤팩트 함을 달성하고 동시에 응고 과정을 최적화하여 수축 구멍, 수축을 크게 줄여 주조의 안정적인 내부 품질을 보장 할 수 있습니다. 동시에 응고 공정을 최적화하여 수축 구멍과 수축 풀림을 현저히 줄여 주물의 안정적이고 신뢰할 수있는 내부 품질을 보장합니다.
• 환경 압력전통적인 주조 금형 제조는 다량의 폐금속, 폐 플라스틱, 모래 가공 폐 모래 더미를 생산합니다. 3D 프린팅 모래 생산, 사용하지 않은 모래는 재활용 및 재사용이 가능하며 폐기물이 거의 없으며 인쇄 공정에는 많은 수의 화학 바인더가 필요하지 않아 유해 가스 배출을 줄이고 작업장 환경을 개선 할 수 있습니다. 통계에 따르면 3D 프린팅 모래를 사용한 후 파운드리 폐기물 배출량이 80% 이상 감소하고 먼지, 유해 가스 농도가 환경 기준에 도달했습니다.

파운드리는 샌드 3D 프린터 구매가 필요한지 어떻게 평가하나요?

모래 3D 프린터의 가격은 저렴하지 않으며 (일반적으로 크기가 클수록 더 비쌉니다), 특히 중소형 파운드리에서 구입하는 것은 상대적으로 신중합니다. 사장님이 구매가 필요한지 여부를 평가하는 데 도움이되도록 아래에 몇 가지 평가 포인트를 정리하여 기존 파운드리의 사장님에게 참조를 제공 한 다음 자신의 상황에 따라 구매 여부를 결정할 수 있도록했습니다:

프로덕션 요구 사항

• 제품 복잡성주조 공장에서 항공 엔진 블레이드, 자동차 실린더 블록 등과 같이 복잡한 모양, 미세한 구조 또는 내부 채널이 있는 주물을 생산하는 경우 기존 공정의 요구 사항을 충족하기 어렵다면 샌드 3D 프린터가 유리할 수 있습니다.
• 생산 규모 및 수량소형 다품종 주조의 경우, 샌드 3D 프린터는 금형 없이도 제품을 빠르게 전환할 수 있는 유연성을 제공하여 비용과 사이클 시간을 단축할 수 있습니다. 그러나 대규모 단일 품종 주조의 경우 기존 공정이 더 비용 효율적일 수 있습니다.
• 배송 기간 요구 사항샌드 3D 프린터를 사용하면 고객이 리드 타임이 촉박한 경우 리드 타임을 단축하고 주문에 더 빠르게 대응할 수 있습니다.

비용 효율성

• 장비에 대한 투자샌드 3D 프린터 구매 비용, 설치 및 시운전 비용, 유지보수 비용 등을 고려해야 합니다.
• 운영 비용인쇄 재료, 에너지 소비, 인건비 등을 포함합니다. 기존 주조 공정과 비교하여 장기적인 운영 비용의 높고 낮음에 대해 분석합니다.
• 잠재적 이득샌드 3D 프린터를 사용하면 제품 품질 향상, 사이클 시간 단축, 불량률 감소 등의 잠재적 이점을 고려하세요.

기술 역량

• 직원 기술기존 직원이 3D 프린팅 기술을 얼마나 잘 숙달하고 있는지, 전문가로 교육하거나 채용할 필요가 있는지 평가합니다.
• 기술 지원설치 및 시운전, 교육, 장애 수리 등의 서비스가 적시에 효과적으로 제공되는지 여부를 포함하여 장비 공급업체의 기술 지원 역량을 파악합니다.

시장 경쟁

• 업계 동향경쟁업체가 이미 샌드 3D 프린팅을 도입하고 있는지 살펴보고, 경쟁업체가 이미 샌드 3D 프린팅을 사용하여 이점을 얻고 있다면 파운드리는 경쟁력을 유지하기 위해 구매를 고려해야 할 수도 있습니다.
• 고객 니즈샌드 3D 프린터 구매는 제품 품질과 생산성을 개선하고 시장에서 경쟁력을 높이기 위해 첨단 기술을 채택하는 파운드리를 보고자 하는 고객의 요구를 충족하는 데 도움이 될 수 있습니다.

환경 요구 사항

• 현지 환경 보호 요구 사항이 엄격하고 전통적인 주조 공정이 폐모래 처리 및 배기가스 배출 등의 측면에서 큰 압박을 받는 경우, 모래 3D 프린터는 재료 활용도가 높고 폐기물이 적다는 장점으로 인해 기업이 환경 보호 요구 사항을 충족하는 데 도움이 될 수 있습니다.

샌드 3D 프린팅에는 어떤 인재가 필요하나요?

기존 파운드리 기업 중 3D 프린팅 사형 주조 관련 전문 인력을 갖추지 못한 곳이 많을 수 있다는 점을 고려하여, 채용에 참여하는 공장들이 참고할 수 있도록 어떤 기술과 평소 직무를 갖춰야 하는지를 특별히 정리해 두었습니다.

전문가 요구 사항:

1. 기계 공학, 재료 과학, 파운드리 공학, 적층 제조및 기타 관련 직업;
2. 샌드 3D 프린팅(바인더 제팅) 기술에 익숙하고 관련 장비 운용 경험이 있는 분을 우대합니다;
3. 다음 사용에 대한 전문 지식CAD, 3D 모델링 소프트웨어(예: 솔리드웍스, 오토캐드, 매직스 등)기본적인 데이터 처리 기술을 갖추고 있습니다;
4. 주조 공정에 대한 이해, 모래 재료 특성, 후처리 공정 및 일반적인 주조 결함 분석에 익숙합니다;
5. 장비를 유지 관리 및 문제 해결하고 장비 운영의 일반적인 문제를 독립적으로 해결할 수 있는 능력;
6. 캐스팅 엔지니어 및 제작팀과 긴밀히 협력하여 제작 프로세스를 최적화할 수 있는 훌륭한 팀 플레이어;
7. 새로운 기술을 빠르게 파악할 수 있는 강력한 학습 능력과 파운드리 산업에서의 적층 제조 적용에 대한 높은 관심이 있어야 합니다.

직무 설명:

1. 다음을 담당합니다.모래 3D 프린터장비 시운전, 인쇄 작업 실행 및 품질 관리를 포함한 일상적인 작업을 수행합니다;
2. CAD 모델 최적화, 슬라이싱 및 인쇄 매개변수 설정을 포함한 3D 인쇄 데이터 처리;
3. 인쇄 공정을 감독하여 모래 주형의 품질이 주조 요구 사항을 충족하고 필요한 후처리(예: 세척, 경화 등)가 수행되는지 확인합니다;
4. 안정적인 장비 작동을 보장하기 위해 장비의 유지 관리, 인쇄 프로세스의 문제 해결 및 문제 해결을 담당합니다;
5. 주조 기술 팀과 협업하여 3D 프린팅 모래 주형 공정을 최적화하여 주조 품질과 생산 효율성을 개선합니다;
6. 주조 생산에서 모래 3D 프린팅의 적용을 지속적으로 개선하기 위해 새로운 재료와 공정을 연구하고 도입합니다;
7. 팀의 전반적인 기술 수준을 향상시키기 위해 3D 프린팅 기술 인력에 대한 사내 교육을 담당합니다.

요약

요약하면, 모래 3D 프린팅 기술은 복잡한 형상 부품 제조 문제, 긴 생산주기, 비용 제어가 어렵고 주조 정확도가 좋지 않을뿐만 아니라 환경 보호 압력 및 일련의 까다로운 문제가 직면 한 전통적인 주조 공정을 효과적으로 해결할 수있는 기존 파운드리에 많은 기회와 변화를 가져다줍니다. 생산 수요, 비용 효율성, 기술 역량, 시장 경쟁 및 환경 요구 사항에 대한 포괄적 인 평가를 통해 파운드리 소유자는 모래 3D 프린터 도입 여부를보다 과학적이고 합리적으로 판단 할 수 있습니다. 전문 기술 인력을 갖추고 파운드리에서이 기술이 원활하게 착륙하여 최대 성능의 핵심 역할을하도록 보장하는 것입니다.

점점 더 경쟁이 치열 해지는 파운드리 시장에서 새로운 기술을 수용하고 적극적으로 변화를 주도하면 기업의 변화와 업그레이드 및 지속 가능한 개발을 달성 할 수있는 첫 번째 기회를 잡을 수 있습니다. 전통적인 파운드리의 경우 모래 3D 프린팅 기술은 기술 변화 일뿐만 아니라 병목 현상 개발의 돌파구이며 완벽한 기회의 핵심 경쟁력을 향상시킵니다. 모든 파운드리 사장님들이 자신의 기업의 실제 상황을 결합하고 장단점을 충분히 고려하여 기업의 의사 결정의 장기적인 발전에 가장 적합하게 만들어 시대의 흐름 속에서 기업이 파도를 타고 더 넓은 시장의 푸른 바다로 항해 할 수 있기를 바랍니다.