Nella produzione moderna, il processo di fusione è stato un metodo importante per produrre parti metalliche complesse. Tuttavia, il processo di fusione tradizionale deve affrontare molte sfide, come la difficoltà di modellare strutture complesse, la limitazione della produzione personalizzata, il lungo ciclo di produzione, la difficoltà di controllare i costi, la qualità instabile dei prodotti e i problemi ambientali. Con il rapido sviluppo della tecnologia di stampa 3D, le stampanti 3D a sabbia sono emerse come uno strumento rivoluzionario per risolvere questi problemi. In questo articolo analizzeremo come le stampanti 3D a sabbia stanno cambiando l'industria della fonderia e analizzeremo i molteplici vantaggi che apportano (quali problemi fondamentali risolvono).

1. Affrontare i limiti dei processi di fusione tradizionali

Difficoltà a modellare strutture complesse 

I processi di fusione convenzionali spesso incontrano enormi difficoltà tecniche e costi elevati nella produzione di stampi in sabbia di forme complesse. Ad esempio, le pale dei motori degli aerei hanno solitamente canali di raffreddamento fini e complessi all'interno, per cui il processo tradizionale di produzione di tali stampi è estremamente difficile. La stampante 3D a sabbia, grazie alla modellazione digitale e alla tecnologia di stampa layer-by-layer, può facilmente realizzare forme complesse di stampi a sabbia, riducendo notevolmente la soglia tecnica e i costi.

La produzione personalizzata è limitata 

Con l'aumento dei consumi personalizzati e dei mercati di nicchia, la domanda di getti personalizzati in piccoli lotti sta crescendo in modo esplosivo. Tuttavia, il processo di fusione tradizionale, con i suoi alti costi di apertura degli stampi e il lungo ciclo di personalizzazione, difficilmente riesce a soddisfare le esigenze di risposta rapida del mercato. Le stampanti 3D a sabbia non richiedono stampi e sono in grado di progettare e stampare rapidamente modelli di sabbia in base alle specifiche, alle forme e alle prestazioni richieste dai clienti, migliorando notevolmente la flessibilità e l'efficienza della produzione personalizzata.

2. Migliorare l'efficienza produttiva e il controllo dei costi

lunghi tempi di produzione

La colata in sabbia tradizionale richiede un lungo processo di progettazione, produzione e messa in servizio degli stampi, con un ciclo di produzione per stampi di grandi dimensioni spesso superiore a diversi mesi. Durante questo periodo, inoltre, le modifiche alla progettazione o i difetti dello stampo possono comportare una rilavorazione, allungando ulteriormente il ciclo di produzione. Le stampanti 3D a sabbia non richiedono la realizzazione di stampi e stampano direttamente da modelli digitali, il che può abbreviare notevolmente il ciclo di sviluppo del prodotto e migliorare l'efficienza della produzione.

Difficoltà nel controllo dei costi

Nel processo tradizionale di produzione di stampi per colata, lo spreco di materiale è grave e il tasso di utilizzo del materiale di stampi complessi è inferiore a 30%. Inoltre, dagli stampisti ai modellatori e ai riparatori di stampi, l'apporto di manodopera è elevato, il che fa lievitare ulteriormente i costi. Stampante 3D a sabbia on-demand, sabbia accurata, tasso di utilizzo del materiale superiore a 90%. alto grado di automazione nel processo di stampa, riduzione dei costi di manodopera, riduzione significativa dei costi di produzione.

3. Migliorare la qualità del prodotto

Bassa precisione dimensionale

Lo stampo a sabbia tradizionale, a causa dell'usura dello stampo, degli errori di montaggio della superficie di separazione e di altri problemi, presenta una deviazione delle dimensioni della colata spesso superiore a ± 1 mm, con conseguenti spese di lavorazione e spreco di materiale. La stampante 3D a sabbia, grazie all'azionamento di precisione del modello digitale, garantisce un'accuratezza delle dimensioni della sabbia fino a ± 0,5 mm o inferiore, riducendo il processo di lavorazione e i costi.

Qualità interna non uniforme

Il modello di sabbia tradizionale è soggetto ad allentamento locale, all'intrappolamento della sabbia e ad altri problemi, con conseguenti proprietà meccaniche non uniformi dei getti, inclini a crepe e altri difetti. La stampante 3D a sabbia è in grado di ottenere una compattezza uniforme, di evitare l'allentamento della sabbia in modo non uniforme e, allo stesso tempo, di ottimizzare il processo di solidificazione, riducendo in modo significativo i fori di ritiro e gli allentamenti, per garantire una qualità interna stabile e affidabile dei getti, migliorare le prestazioni e la durata del prodotto.

4. Vantaggi ambientali

La produzione tradizionale di stampi per colata produce una grande quantità di rifiuti metallici, rifiuti plastici, accumuli di rifiuti di lavorazione della sabbia. A fronte di una capacità annua di 10.000 tonnellate di fusioni della fabbrica, le emissioni annue di rifiuti di sabbia superano le 5.000 tonnellate, con elevati costi di trattamento e inquinamento dell'ambiente. La stampante 3D a sabbia nella produzione, la sabbia inutilizzata può essere riciclata e riutilizzata, con pochissimi rifiuti. Inoltre, il processo di stampa non richiede un gran numero di leganti chimici, riducendo l'emissione di gas nocivi e migliorando l'ambiente dell'officina.

5. Motivi per cui le fonderie meritano stampanti 3D a sabbia

Miglioramento dell'efficienza produttiva

Le stampanti 3D a sabbia sono in grado di rispondere rapidamente alla domanda del mercato e sono particolarmente adatte alla rimodellazione frequente di piccoli lotti di prodotti. Consente alle fonderie di soddisfare rapidamente le esigenze individuali di personalizzazione dei clienti e di migliorare la soddisfazione dei clienti e la competitività sul mercato. Allo stesso tempo, la stampante 3D a sabbia supporta la produzione di massa e può stampare un gran numero di modelli di sabbia di alta qualità in breve tempo per soddisfare le esigenze della produzione di massa e migliorare l'efficienza e la produzione.

Riduzione dei costi di produzione

La tecnologia di stampa 3D della sabbia stampa direttamente i modelli di sabbia senza aprire gli stampi, riducendo così notevolmente i costi di apertura degli stampi, particolarmente adatti alle esigenze di produzione di piccoli lotti e di strutture complesse. Inoltre, l'apparecchiatura per la stampa 3D della sabbia può essere utilizzata con una semplice formazione e non richiede una grande sinergia di manodopera, il che può ridurre efficacemente la dipendenza da lavoratori qualificati, in modo che le fonderie possano facilmente affrontare il problema del difficile reclutamento e della manodopera costosa.

Migliorare la qualità del prodotto

Le stampanti 3D a sabbia sono più precise, come la3DPTEKdi attrezzature per la stampa 3D, il che significa che l'accuratezza dimensionale delle fusioni è notevolmente migliorata, il tasso di passaggio unico dei prodotti è aumentato in modo significativo, il tasso di scarti è ridotto e la fonderia può utilizzare le proprie risorse in modo più efficiente. Allo stesso tempo, gli stampi in sabbia stampati in 3D hanno una migliore precisione e qualità della superficie, riducendo la quantità di lavori di levigatura e ravvivatura, rendendo il processo di produzione più pulito e migliorando la qualità del prodotto e la coerenza del processo.

Ottimizzare la gestione della produzione

Con un design compatto, la stampante 3D a sabbia ha un ingombro ridotto e un'installazione flessibile, adatta ai diversi requisiti di layout del sito delle fonderie di piccole e medie dimensioni. La soluzione di produzione modulare può anche supportare l'impresa ad espandersi facilmente e a raggiungere un collegamento multi-macchina. Una parte della stampante 3D a sabbia supporta il sistema di monitoraggio digitale, i responsabili aziendali possono monitorare l'avanzamento della produzione e lo stato delle apparecchiature in tempo reale, per ottenere un processo di produzione completamente controllabile, i dati di funzionamento delle apparecchiature possono essere memorizzati automaticamente per facilitare l'ottimizzazione delle strategie di produzione.

6. Osservazioni conclusive

L'avvento delle stampanti 3D a sabbia non solo risolve molti problemi del processo di fusione tradizionale, ma offre anche opportunità senza precedenti all'industria della fonderia. Le fonderie possono contare su una forte competitività grazie al miglioramento dell'efficienza produttiva, alla riduzione dei costi di produzione, al miglioramento della qualità dei prodotti e all'ottimizzazione della gestione della produzione. Con il continuo progresso della tecnologia, le stampanti 3D a sabbia svolgeranno un ruolo sempre più importante nel futuro dell'industria manifatturiera, promuovendo l'industria della fonderia verso una direzione più efficiente, più ecologica e più intelligente.