Быстрое изготовление критически важных запасных отливок с помощью 3D-печати песком

Jul 23, 2023

Поделиться этой статьей

Критически важные запасные части и отливки, которые трудно достать, часто страдают от длительных сроков поставки, что в большинстве случаев вызвано ожиданием закупки традиционных моделей или стержневых ящиков. Дорогостоящее приобретение инструментов, изготовленных из дерева или металла для небольших объемов или разовых заливок, часто нерентабельно.

Тем не менее, наиболее важные отливки, часто используемые в инфраструктуре или транспорте, пользуются большим спросом, а задержки в цепочке поставок становятся все более распространенным явлением. Прорывные технологии стимулируют рост производства металлоизделий следующего поколения.

Цифровое литье в песчаные формы с использованием струйной 3D-печати на связующем веществе устраняет дорогостоящие и многомесячные сроки изготовления традиционных литейных инструментов. В процессе 3D-печати песком используются цифровые данные для замены инструментов путем печати форм и стержней из песка непосредственно из файлов САПР. Никаких задержек в ожидании создания новых образцов или ремонта стержневых ящиков после многих лет хранения не происходит. Устаревшие детали могут поставляться без первоначальных затрат на создание новой оснастки для поставки одной, но важной, замены металлолитья.

Сниженные риски цепочки поставок благодаря струйной обработке песчаного связующего, производящей литейные формы и стержни непосредственно на основе цифровых моделей, что значительно сокращает время выполнения заказов, инвестиции в оснастку и дефекты отливки.

Литейные предприятия, как и производители в других отраслях промышленности, получают выгоду от интеграции 3D-печати для решения проблем цепочки поставок и работают более эффективно, превосходя ожидания клиентов, поставляя быстрое литье для запасных частей.

3D-печать песком уже более двух десятилетий используется на литейных заводах для создания инструментов для литья металлов, а современные системы струйной обработки связующего позволяют производить прецизионные формы и стержни с производительностью в больших объемах. Промышленная печатающая головка избирательно наносит связующее вещество на слой частиц песка, создавая твердую деталь по одному тонкому слою за раз, подобно печати на листах бумаги.

ExOne работает над количественной оценкой потребности в технологии 3D-печати песком для создания основы для закупок быстрозаменяемых металлических отливок. Вместе с партнерами в различных критически важных отраслях мы работаем над разработкой определенных атрибутов и связанных с ними пороговых значений, чтобы определить, когда будет эффективно и экономично получать отливки, изготовленные из цифровых форм и стержней.

Преимущества 3D-печати также можно использовать для улучшения качества труднодоступных компонентов, которые часто сталкиваются с проблемами качества и согласованности во время литья. Создание форм с помощью струйной обработки связующего обеспечивает свободу проектирования, которая позволяет внедрять инновации в литейные инструменты – создавать сложные, консолидированные геометрии, которые позволяют уменьшить вес и оптимизировать производительность деталей, что невозможно при использовании традиционных процессов.

Свобода проектирования аддитивного производства открывает такие преимущества, как консолидация стержней для уменьшения количества отходов или органические функции оснастки, которые помогают успешно выполнить первые заливки и быстро ввести в эксплуатацию точные критически важные отливки.

Судовые двигатели работают в суровых условиях с постоянным воздействием влаги и воды, часто соленой, что приводит к ухудшению состояния компонентов двигателя. Поскольку дизельные двигатели создают сгорание за счет высокого давления в цилиндре и тепла, они должны работать при высоких степенях сжатия, чтобы генерировать достаточно тепла для самовоспламенения дизельного топлива.

Головки цилиндров являются важнейшими компонентами двигателя, которые поддерживают другие важные части, такие как топливные форсунки, впускные и выпускные клапаны. Расположенные на верхней части фланца гильзы и прикрепленные к блоку цилиндров с помощью гаек и болтов, они подвергаются воздействию чрезвычайно высоких температур и давлений, расширяясь и сжимаясь при быстром нагреве и охлаждении двигателя.

Из-за таких условий окружающей среды судовые дизельные двигатели должны быть изготовлены так, чтобы выдерживать экстремальное давление, связанное с высокими требованиями к охлаждению.

Hi-Tech Marine Engineering, верфь в Таиланде, столкнулась с головкой блока цилиндров с трещинами, вызванными большим напряжением от перегрева. Поскольку предприятие работает каждый день в неделю, грузовому судну требовался быстрый ремонт, чтобы вернуться в эксплуатацию, однако сломанному компоненту было почти десять лет, и он больше не производился поставщиком OEM. «В нашем бизнесе время доставки имеет решающее значение: мы не можем ждать запчастей, потому что работаем постоянно, поэтому нам нужны быстрые сроки выполнения работ в рамках бюджета», — сказал Аомтеп ЧейнСуван, владелец HiTech Marine.