In quanto pietra miliare della produzione industriale, l'industria della fonderia ha affrontato a lungo una serie di sfide radicate. Tra queste, gli alti tassi di scarto sono un \"costo nascosto\" che non solo comporta uno spreco diretto di materie prime, ma porta anche a lunghi cicli di sviluppo del prodotto, a elevati costi di rilavorazione e alla perdita di preziose opportunit\u00e0 di mercato. Per alcune strutture complesse e per gli elevati requisiti tecnici dei getti, il rendimento del processo tradizionale si riduce drasticamente. Questo dilemma ha spinto l'industria a cercare urgentemente un cambiamento tecnologico che affronti il problema alla radice. In questo contesto, la produzione additiva (comunemente nota come stampa 3D), con i suoi vantaggi unici per l'industria della colata tradizionale, offre una soluzione digitale sovversiva all'intera catena per la trasformazione e l'aggiornamento del settore.<\/p>\n\n\n\n
I difetti di fusione sono la causa diretta degli alti tassi di scarto. Questi difetti non sono accidentali, ma sono dettati dalle limitazioni fisiche e di processo insite nei processi di fusione convenzionali.<\/p>\n\n\n\n
in primo luogobolla d'aria<\/strong>insieme acratere<\/strong>. La porosit\u00e0 deriva principalmente dal coinvolgimento o dall'incapacit\u00e0 di scaricare efficacemente i gas (ad esempio idrogeno, degassamento dello stampo) nel metallo liquido durante il processo di colata e solidificazione. Quando il gas disciolto nel metallo liquido viene rilasciato a causa della ridotta solubilit\u00e0 durante il raffreddamento e la solidificazione, si formano bolle all'interno o sulla superficie del getto se non vengono scaricate in tempo. A ci\u00f2 \u00e8 collegato il ritiro, che \u00e8 un fenomeno naturale di contrazione del volume del metallo durante la solidificazione. Se il sistema di raffreddamento non \u00e8 progettato correttamente, con conseguenti temperature dello stampo localmente elevate o un ritiro insufficiente, si formeranno vuoti interni o depressioni, noti come fori da ritiro.<\/p>\n\n\n\n Il prossimo.incastrato<\/strong>insieme amodello errato<\/strong>. Nella colata in sabbia convenzionale, gli stampi e le anime di sabbia devono essere assemblati e incollati dopo essere stati realizzati separatamente da pi\u00f9 pezzi. In questo processo, qualsiasi piccola rottura dell'anima di sabbia o un incollaggio non corretto pu\u00f2 portare alla cattura di particelle di sabbia nel liquido metallico, formando difetti di intrappolamento della sabbia. Inoltre, se la superficie di separazione dello stampo o il nucleo di sabbia non sono posizionati con precisione, possono verificarsi difetti di stampaggio in cui le parti superiori e inferiori del getto sono disallineate.<\/p>\n\n\n\n finebarriera al freddo<\/strong>insieme acrepitii<\/strong>Quando la fluidit\u00e0 del liquido metallico \u00e8 scarsa, la temperatura di colata \u00e8 troppo bassa o il design del canale di colata \u00e8 stretto, i due flussi metallici si solidificano prima di potersi fondere completamente sul bordo d'attacco, lasciando una segregazione fredda debolmente collegata. Inoltre, durante il raffreddamento e la solidificazione, se le sollecitazioni all'interno della colata sono disomogenee, possono verificarsi cricche termiche durante il ritiro.<\/p>\n\n\n\n Un altro punto dolente del processo di fusione tradizionale \u00e8 il processo di produzione degli stampi. La produzione tradizionale di casse in legno o metallo \u00e8 un processo ad alta intensit\u00e0 di manodopera, dipendente da personale altamente qualificato, con tempi di consegna lunghi e costi significativi. Ogni minima modifica al progetto comporta la necessit\u00e0 di ricostruire lo stampo, con conseguenti costi aggiuntivi elevati e settimane o addirittura mesi di attesa.<\/p>\n\n\n\n L'eccessiva dipendenza da stampi fisici limita inoltre in modo sostanziale la libert\u00e0 di progettazione dei getti. Le guide interne complesse e le strutture cave non possono essere modellate in un unico pezzo con i processi tradizionali di costruzione degli stampi e devono essere smontate in pi\u00f9 anime individuali, che vengono poi assemblate con attrezzature complesse e lavoro manuale. 2<\/sup>. Questa limitazione del processo costringe i progettisti a scendere a compromessi e a sacrificare le prestazioni del pezzo per la sua producibilit\u00e0, ad esempio semplificando i canali di raffreddamento per adattarli a processi di foratura che non consentono un raffreddamento ottimale.<\/p>\n\n\n\n In sintesi, l'alto tasso di scarti della fusione tradizionale non \u00e8 un problema tecnico isolato, ma un prodotto dei suoi processi fondamentali. La modalit\u00e0 tradizionale di \"prova ed errore fisico\" fa s\u00ec che la fonderia, nel momento in cui scopre dei difetti, debba affrontare un lungo processo di modifica dello stampo e di ritestatura, un ciclo ad alto rischio e a bassa efficienza. Il valore rivoluzionario della stampa 3D \u00e8 quello di fornire una soluzione \"senza stampo\", che rimodella fondamentalmente l'intero processo produttivo, che sar\u00e0 la modalit\u00e0 tradizionale di \"prova ed errore fisico\". Il valore rivoluzionario della stampa 3D \u00e8 che fornisce una soluzione \"senza stampo\" che rimodella fondamentalmente l'intero processo produttivo, trasformando il tradizionale modello di \"prova ed errore fisico\" in un modello di \"verifica di simulazione digitale\", che mette il rischio davanti al processo, eliminando cos\u00ec alla fonte la maggior parte delle cause di obsolescenza.<\/p>\n\n\n\n Il vantaggio principale della stampa 3D \u00e8 il suo metodo di produzione \"senza stampo\", che le consente di aggirare tutte le sfide legate agli stampi insite nella fusione tradizionale, riducendo cos\u00ec radicalmente i tassi di scarto.<\/p>\n\n\n\n Direttamente dal CAD allo stampo in sabbia.<\/strong> Il Binder Jetting nella produzione additiva \u00e8 la chiave per raggiungere questo obiettivo. Funziona spruzzando con precisione il legante liquido su strati sottili di polvere (ad esempio sabbia di silice, sabbia ceramica) da una testina di stampa industriale basata su un modello digitale CAD 3D. Incollando strato per strato, il modello 3D contenuto nel file digitale viene costruito sotto forma di uno stampo o nucleo di sabbia solido. Questo processo elimina completamente la necessit\u00e0 di ricorrere a stampi fisici. Poich\u00e9 non sono necessarie lunghe fasi di progettazione e produzione dello stampo, il ciclo di produzione dello stampo pu\u00f2 essere ridotto da settimane o addirittura mesi a ore o giorni, consentendo il \"print-on-demand\" e una risposta rapida alle modifiche del progetto, riducendo in modo significativo gli investimenti iniziali e i costi di prova ed errore.<\/p>\n\n\n\n Stampaggio di pezzi unici e strutture complesse.<\/strong> L'approccio alla produzione a strati della stampa 3D offre una libert\u00e0 di progettazione senza precedenti. Consente di modellare in un unico pezzo complesse anime di sabbia che tradizionalmente dovrebbero essere suddivise in pi\u00f9 parti, come i meandri di un motore. Questo non solo semplifica il processo di fusione, ma soprattutto elimina completamente la necessit\u00e0 di assemblare, incollare e disallineare le anime, eliminando cos\u00ec i difetti pi\u00f9 comuni, come l'intrappolamento della sabbia, le deviazioni dimensionali e le forme errate causate da questi problemi.<\/p>\n\n\n\n Il valore della stampa 3D va ben oltre il concetto di \"senza stampo\". Porta il processo di produzione a una dimensione digitale completamente nuova, consentendo di convalidare e ottimizzare i dati prima che avvenga la produzione fisica, trasformando la \"riparazione\" in \"previsione\".<\/p>\n\n\n\n Simulazione e progettazione digitale.<\/strong> Durante la fase di progettazione digitale che precede la stampa 3D, gli ingegneri possono utilizzare un software avanzato di analisi agli elementi finiti (FEM) per eseguire accurate simulazioni virtuali dei processi di colata, ritiro e raffreddamento. In questo modo \u00e8 possibile anticipare e correggere potenziali difetti che potrebbero causare porosit\u00e0, restringimenti o crepe prima della produzione effettiva. Ad esempio, simulando il flusso del metallo liquido nei canali, \u00e8 possibile ottimizzare la progettazione del sistema di colata per garantire un riempimento regolare e uno sfiato efficace. Questa previsione digitale migliora notevolmente il tasso di successo della prima prova e garantisce la resa della colata all'origine.<\/p>\n\n\n\n Eccellenti propriet\u00e0 della sabbia.<\/strong> Gli stampi in sabbia stampati in 3D, grazie alla loro costruzione a strati, possono raggiungere densit\u00e0 e permeabilit\u00e0 all'aria uniformi, difficili da ottenere con i processi convenzionali. Questo aspetto \u00e8 fondamentale per il processo di fusione. La permeabilit\u00e0 uniforme ai gas garantisce che i gas generati all'interno dello stampo in sabbia possano fuoriuscire senza problemi durante il processo di colata, riducendo in modo significativo i difetti di porosit\u00e0 causati da uno scarso sfogo.<\/p>\n\n\n\n Raffreddamento con forma.<\/strong> La tecnologia di raffreddamento conformazionale \u00e8 un'altra applicazione rivoluzionaria della stampa 3D nel campo degli stampi per colata. Gli inserti per stampi realizzati con la stampa 3D in metallo sono dotati di guide di raffreddamento che possono essere progettate per imitare esattamente i contorni della superficie della colata. In questo modo si ottiene un raffreddamento rapido e uniforme, riducendo in modo significativo la deformazione e il ritiro causati da una contrazione non uniforme, riducendo cos\u00ec drasticamente il tasso di scarto. Secondo i dati, gli stampi dotati di raffreddamento a flusso continuo possono ridurre i tempi del ciclo di iniezione fino a 70%, migliorando al contempo in modo significativo la qualit\u00e0 del prodotto.<\/p>\n\n\n\n Da \"prova ed errore fisico\" a \"previsione digitale\".<\/strong> Il contributo principale della stampa 3D \u00e8 quello di trasformare il modello tradizionale di fonderia \"per tentativi ed errori\" in \"produzione anticipata\". Consente alle fonderie di eseguire numerose iterazioni in un ambiente digitale in modo economicamente vantaggioso, il che rappresenta un cambiamento fondamentale nella mentalit\u00e0 e nei processi aziendali. Questo modello di \"produzione ibrida\" facilita l'adozione della stampa 3D da parte delle fonderie tradizionali e consente una produzione pi\u00f9 efficiente. Ad esempio, la stampa 3D pu\u00f2 essere utilizzata per creare le anime di sabbia pi\u00f9 complesse e soggette a errori, che possono poi essere combinate con gli stampi di sabbia realizzati con metodi tradizionali, \"costruendo sui punti di forza\".<\/p>\n\n\n\n In qualit\u00e0 di pioniere e leader nel campo della produzione additiva in Cina, 3DPTEK fornisce un forte supporto \"hard power\" all'industria delle fonderie con le sue attrezzature di base sviluppate in proprio.<\/p>\n\n\n\n Le linee di prodotti principali dell'azienda sonoStampante 3DP a sabbia<\/strong>che evidenzia la sua leadership tecnologica. Dispositivi di punta3DPTEK-J4000<\/a>Con una dimensione di formatura extra large di 4000 x 2000 x 1000 mm, \u00e8 altamente competitiva a livello mondiale. Queste grandi dimensioni consentono di modellare getti grandi e complessi in un unico pezzo senza la necessit\u00e0 di giuntare, eliminando ulteriormente i potenziali difetti causati dalla giunzione. Allo stesso tempo, ad esempio<\/p>\n\n\n\n1.2 Il dilemma \"alto costo\" e \"bassa efficienza\" nella produzione di stampi tradizionali<\/h3>\n\n\n\n
Capitolo 2: Stampa 3D: una svolta rivoluzionaria dalla tecnologia alla soluzione<\/h2>\n\n\n\n
2.1 Produzione senza stampi: eliminare le cause principali dell'obsolescenza<\/h3>\n\n\n\n
2.2 Ottimizzazione del processo: dati per garantire la qualit\u00e0 della colata<\/h3>\n\n\n\n
Capitolo 3: TECNOLOGIA SANTI: un motore digitale per potenziare l'industria delle fonderie<\/h2>\n\n\n\n
3.1 Attrezzature di base: \"hard power\" per l'innovazione della colata<\/h3>\n\n\n\n