3D baskı kum döküm: prensip, süreç, avantajlar

3D baskı kum döküm, 3D baskı teknolojisi ile geleneksel kum döküm sürecini entegre eden yenilikçi bir döküm yöntemidir. Bu makale, tasarım özgürlüğü, üretim döngüsü, doğruluk ve kalite, maliyet etkinliği ve yeşil çevre korumadaki olağanüstü performansına odaklanarak prensibini, avantajlarını, sürecini ve uygulama alanlarını açıklamaktadır. Bu gelişmiş döküm teknolojisi, modern endüstriyel üretimde karmaşık parçaların üretiminde yenilik getirmek için birçok endüstri için büyük önem taşımaktadır.

teori

3D baskılı kum döküm, dijital üç boyutlu bir modele dayanmaktadır. İlk olarak, özel kum malzemeleri (genellikle bağlayıcı içeren reçine kumu vb.) 3D baskı ekipmanı kullanılarak modelin kesit bilgilerine uygun olarak katman katman istiflenir ve kum kalıbı (üst ve alt kum kalıpları, maçalar vb. dahil) yazdırılır. Daha sonra kum kalıbın oluşturduğu boşluğa metal sıvı dökülür ve metal sıvı soğuyup katılaştıktan sonra kum kalıp çıkarılarak istenen metal döküm elde edilir.

iş akışları

1. 3D modellemeDöküm modeli, profesyonel 3D modelleme yazılımı (örn. SolidWorks, UG, vb.) kullanılarak, ayırma yüzeyleri, taslak eğimleri, işleme payları vb. gibi döküm işleminin gereklilikleri dikkate alınarak tasarlanır ve ardından model 3D baskıya uygun bir dosya formatına dönüştürülür (örn. STL formatı).
2. Kum BaskıBaskı malzemeleri (kum ve bağlayıcı) 3D baskı ekipmanının silosuna yüklenir ve bilgisayarın kontrolü altında nozül, modelin enine kesit verilerine uygun olarak bağlayıcıyı seçici olarak kum katmanına püskürtür, böylece kum parçacıkları birbirine bağlanır ve kum modelini oluşturmak için katman katman oluşur. Baskı tamamlandıktan sonra kum modeli, fazla kum parçacıklarının çıkarılması ve zayıf kısımların güçlendirilmesi gibi uygun son işlemlere tabi tutulur.
3. Döküm için hazırlık: Basılı kum kalıplar monte edilir ve döküm için metal çözeltiyi hazırlamak üzere döküm ekipmanına yerleştirilir. Aynı zamanda, ham metal malzeme uygun döküm sıcaklığı ve bileşim gereksinimlerini elde etmek için eritilir ve işlenir.
4. Döküm ve soğutma: Sıvı metalin boşluğu tamamen doldurduğundan emin olmak için işlenmiş sıvı metali kum kalıbın boşluğuna yavaşça dökün. Dökümden sonra sıvı metalin soğumasına ve doğal olarak katılaşmasına izin verilir.
5. Kum giderme ve işlem sonrasıDökümler soğutulduktan sonra, dökümleri elde etmek için kum kalıp titreşim, kumlama, kesme vb. yöntemlerle çıkarılır. Daha sonra dökümler, nihai ürün kalite gereksinimlerini karşılamak için temizlenir, parlatılır, ısıl işlemden geçirilir, işlenir ve diğer işlem sonrası işlemler yapılır.

kesme kenarı

1. Yüksek derecede tasarım özgürlüğü

Karmaşık yapı kalıplama kabiliyetiİç boşluklar, kavisli kanallar, şekilli yüzeyler ve kum kalıbının diğer yapıları gibi karmaşık şekillerin üretiminde geleneksel kum döküm, kalıp üretim teknolojisinin sınırlamaları nedeniyle elde edilmesi zor veya son derece yüksek maliyetlidir. 3D baskı kum dökümü, dijital üç boyutlu modele dayanabilir, karmaşık yapıya sahip dökümlerin üretimi için çeşitli karmaşık kum şekillerini kolayca ve doğru bir şekilde yazdırabilir. Örneğin, uçak motoru kanatlarının karmaşık soğutma kanalları, ince iç yapıya sahip otomotiv parçaları vb. 3D baskı kum dökümü ile gerçekleştirilebilir.

Kişiselleştirme3D baskı kum döküm, küçük parti ve özelleştirilmiş gereksinimleri olan dökümlerin üretimi için benzersiz avantajlara sahiptir. Müşteriye özel gereksinimlere dayanabilir, farklı müşterilerin bireysel ihtiyaçlarını karşılamak için ilgili kumu hızlı bir şekilde tasarlayabilir ve yazdırabilir, kalıbı açmak için geleneksel kalıp üretim ihtiyaçlarından kaçınmak, kalıp onarımı ve diğer hantal süreçler, özelleştirilmiş ürünlerin üretim döngüsünü büyük ölçüde azaltır.

2. Üretim döngü süresinin azaltılması::

Kalıp üretim sürecinin basitleştirilmesi: Geleneksel kum dökümü, daha sonra kum modelini üretmek için kullanılan kalıpların üretilmesini gerektirir ve kalıpların tasarlanması, üretilmesi ve devreye alınması süreci genellikle çok fazla zaman ve insan gücü gerektirir. Ve 3D baskı kum dökümü, kalıp yapmaya gerek kalmadan doğrudan baskı için dijital modele dayanır, kalıp üretimi bağlantısını ortadan kaldırarak tüm üretim döngüsünü büyük ölçüde azaltır 25.

Hızlı yineleme ve değişiklikÜrün geliştirme ve tasarım aşamasında, dökümün tasarımının değiştirilmesi gerektiği tespit edilirse, geleneksel kum dökümü kalıbın yeniden yapılmasını gerektirir, bu da maliyetli ve zaman alıcıdır. 3D baskı kum dökümü yalnızca dijital modelin bilgisayarda değiştirilmesini ve ardından kum modelinin yeniden basılmasını gerektirir, bu da tasarım yinelemesini ve modifikasyonunu hızlı bir şekilde gerçekleştirebilir ve ürün geliştirme sürecini hızlandırabilir45.

3. Geliştirilmiş doğruluk ve kalite::

Yüksek boyutsal doğruluk3D baskı teknolojisi, kum kalıplarının boyutunu ve şeklini doğru bir şekilde kontrol edebilir, kalıp üretim hataları, ayırma yüzeyi uyumu ve diğer sorunların neden olduğu dökümlerin boyutsal sapmasını azaltabilir ve dökümlerin boyutsal doğruluğunu artırabilir. Basılı kum kalıbının pürüzsüz yüzeyi, nihai dökümün yüzey kalitesini daha iyi hale getirir ve sonraki işleme ve arıtma iş yükünü azaltır4.

İyi iç kalite: 3D baskı kum dökümü, geleneksel kum dökümünde meydana gelebilecek yerel gevşeme, kum sıkışması ve diğer kusurları önleyerek ve dökümlerin iç kalitesini artırarak kum modelinin düzgün bir şekilde sıkılaşmasını sağlayabilir. Aynı zamanda, hassas kontrol yoluyla, dökümün katılaşma süreci, büzülme delikleri ve büzülme gevşemesi gibi kusurların oluşumunu azaltmak için optimize edilebilir.

4. maliyet-etkinlik::

Yüksek malzeme kullanımı: 3D baskılı kum döküm, geleneksel kalıp imalatındaki malzeme israfını önleyerek yalnızca gerekli malzemeleri kullanarak talep üzerine baskı yapar. Ayrıca, baskı işlemi sırasında malzemelerin dağılımı, kum kalıbının yapısına ve mukavemet gereksinimlerine göre hassas bir şekilde kontrol edilebilir ve bu da malzeme kullanımını daha da iyileştirir.

Azaltılmış işgücü maliyetleri: Geleneksel kum dökümü, yüksek işçilik maliyetleri ile kalıp yapımı, kum kalıplama, kalıp onarımı vb. gibi çok sayıda manuel işlem gerektirir. 3D baskı kum dökümü esas olarak baskı için otomatik ekipmana dayanırken, insan gücünün katılımını büyük ölçüde azaltır ve işçilik maliyetlerini düşürür. Aynı zamanda, manuel işlemin getirdiği hataları ve belirsizlikleri de azaltır ve üretimin istikrarını ve tutarlılığını artırır.

5. yeşil::

Atık emisyonlarının azaltılması: Geleneksel kum dökümü, kalıp üretimi ve kum işleme sürecinde, atılan kalıp malzemeleri, atık kum vb. gibi büyük miktarda atık üretir ve bu da çevreye belirli miktarda kirliliğe neden olur. 3D baskı kum dökümü daha az atık üretir ve kalan malzemeler yeşil çevre koruma gerekliliklerine uygun olarak geri dönüştürülebilir.

Üretim ortamının iyileştirilmesi: 3D baskılı kum döküm işlemi, büyük miktarlarda kimyasal reaktif ve bağlayıcı kullanılmasını gerektirmez, bu da çevre kirliliğini ve operatörler için sağlık tehlikelerini azaltır. Aynı zamanda, otomatik üretim yöntemi toz ve gürültü oluşumunu da azaltarak üretim ortamını iyileştirir.

Uygulama alanları

Havacılık ve Uzay: Yüksek mukavemet, hafiflik ve yüksek performans gereksinimlerini karşılamak için hava motoru kanatları, türbin diskleri, uçak yapısal bileşenleri ve diğer karmaşık parçaların üretiminde kullanılır.

otomobi̇l endüstri̇si̇: Özellikle yüksek performanslı motorlar ve yeni araç tasarımlarındaki karmaşık yapısal bileşenler için motor blokları, silindir kapakları, şanzıman kutuları ve diğer bileşenlerin üretimi.

Enerji: Bileşen performansını ve güvenilirliğini artırmak için gaz türbinleri, enerji üretim ekipmanları vb. için temel bileşenlerin üretiminde uygulama.

Tıbbi Cihaz Alanı: Bireysel hasta ihtiyaçlarını karşılamak için ortopedik implantlar ve diş protezleri gibi özelleştirilmiş tıbbi cihazların imalatı.

ÖZETLER

Gelişmiş bir döküm teknolojisi olan 3D baskılı kum döküm, 3D baskı ve geleneksel kum dökümün avantajlarını birleştirir. Tasarım, üretim döngüsü, kalite, maliyet ve çevre korumada mükemmel performans gösterir ve modern endüstriyel üretim için yeni fikirler ve yöntemler getirir. Teknolojinin sürekli geliştirilmesi ve iyileştirilmesiyle, 3D baskı kum dökümünün daha fazla alanda yaygın olarak kullanılması ve endüstriyel üretimi daha verimli, daha doğru ve daha çevre dostu yönde teşvik etmesi beklenmektedir.