鋳造業界における3Dプリントの応用

鋳造業界における 3D プリントの利点は、注文数量と密接に関係しています。下図からわかるように、注文数量が9個を超えると、鋳造見積もりでは3Dプリントに優位性はありませんが、納期の優位性は非常に明らかです。同時に、納期が厳しい企業にも依然として受け入れられます（たとえば、従来のものに比べて納期を大幅に短縮するという前提の下、3Dプリント鋳造品の利益率は現在平均300％に達し、主な総見積もりは従来の見積もりを超えません。利益率見積もりを適切に引き下げることは、双方にとって受け入れられます）。鋳造注文数が 38 個に達すると、鋳造における 3D プリントのサイクルの利点がなくなり、鋳造品の生産に 3D プリントを選択する企業はほとんどなくなります。

比較表1. 引用文献

図1 3Dプリントと従来の見積もりの比較

図 2 3D プリントと従来の納期の比較したがって、鋳造における 3D プリントの利点と私たちが見つけることができる顧客は次のとおりです。 3D プリントは、小ロット生産で非常に明らかな速度の利点があり、自動車、航空宇宙、航空、軍事産業、電車、オートバイ、船舶、機械設備、水ポンプ、セラミック産業など、特定のプロジェクト検証の研究開発で非常に明らかな利点があります。

0.5mmのタービンブレード、各種内部冷却油チャネル、各種複雑構造鋳物など、従来の鋳造では生産が難しい多くの製品は、3Dプリントでのみ生産できます。このような顧客はさまざまな分野に広がっています。美術品や量産用の各種金型などにも幅広くご使用いただけます。

3Dプリントの材料と鋳造の要件

図3 砂型鋳造
1. 3Dプリントは従来の砂型鋳造と金型鋳造を改良する

図3に示すように、砂型鋳造では、いくつかの簡単な部品図が得られます。金型を設計するときは、成形型とコアボックス型の2セットの金型を使用します。モデルを砂型で包み、モデルを取り出して中空の砂型にします。コアボックス型を使用してコアを作ります。コアと鋳物を組み合わせ、ゲートを掘削して注ぎ、砂を取り除いてゲート付きの鋳物を形成します。金型鋳造は、鋳型と中子が金属（砂型ではなく）で作られ、何度も使用できることから理解できます。

砂型における 3D プリントの応用は、3D プリンターを使用して鋳物とコアを印刷し、型を作るコストと時間を削減することです。現在一般的に使用されている3Dプリント砂型装置には、液滴注入技術、レーザー焼結技術などがあります。

マイクロ液滴噴射原理レーザー焼結原理
2. インベストメント鋳造、ロストフォーム鋳造

図 4 のプロセスフローチャートに示すように、鋳造図面を取得し、鋳型を作成し、鋳型を使用して鋳造と同じワックスモデルをプレスし、ワックスモデルのワックスフローチャネルを「ツリー」に形成し、「ツリー」をシェルの層で包み、最後にワックスを加熱して溶かしてモデルを形成し、鋳造によって最終的に形成されます。インベストメント鋳造における 3D プリントの応用は、ワックスモデル (またはワックスモデルを置き換えることができる材料。材料特性は、特定の環境で可燃性、ガス化性、溶融性、低膨張性、表面仕上げ性、一定の強度を備えている必要があります) を直接製造して、ワックス型の製造コストと時間を削減することです。

溶融ワックス鋳造に一般的に使用される材料には、感光性樹脂材料（高精度、十分な燃焼、一般的に小さな宝石、王冠、またはニッケルベースの高温ブレードの鋳造に使用される）、印刷鋳造用のPSパウダー（溶融後にガス化する）、印刷鋳造用のPLAなどがあります。

図4 プロセスフローチャート

鋳造における3Dプリントの現状

3Dプリントは鋳造業界に応用されています。結局のところ、3Dプリントはほぼすべての困難で複雑な鋳造品を完成させるための補助鋳造にすぎず、小ロット鋳造品の生産サイクルとコストを短縮します。しかし、輸入設備の価格が高く、鋳造業界の分散型生産モデルのため、遅れて始まりました。国の供給側改革の継続的な増加と深化、および後進的な生産能力と高エネルギー消費、高汚染産業の排除の傾向により、鋳造における3Dプリントの応用は確実にますます広範囲になります。

出典: Infinite 3D 3Dプリンティング研究所さらに読む:
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