Известный объемная печать 3d печать

Вот это сочетание — ?известный объемная печать 3d печать? — часто вижу в запросах. Сразу чувствуется, что человек ищет не просто принтер, а что-то с весом, с именем, для дела. Но здесь же и коренится главное заблуждение: многие думают, что ?известный? в 3D-печати — это обязательно крупный бренд принтера. На деле, в литейке, с которой я работаю, ?известность? технологии определяется не маркой железа, а тем, насколько отпечатанная модель выдержит испытание расплавленным металлом. Это разговор не о рекламе, а о выживании формы в цеховых условиях.

От цифры к металлу: где объемная печать реально работает

Наша компания, ООО Чунцин Касэнь Литейное Оборудование, с 2009 года в литье, и мы прошли путь от деревянных моделей к восковкам, а теперь активно внедряем 3D-печать. Но не как самоцель, а как инструмент для быстрого прототипирования литейных моделей и стержней. Ключевое слово — ?быстрого?. Когда нужно проверить геометрию будущей отливки для, скажем, насосного корпуса, ждать неделю фрезеровки — непозволительная роскошь.

Здесь и проявляется настоящая ?объемная печать?. Мы используем технологии типа SLA или SLS для создания точных мастер-моделей. Но сам по себе отпечатанный из фотополимера или спеченного порошка предмет — это еще не форма. Это основа для дальнейшего процесса: по нему делаем силиконовую или полиуретановую оснастку, а уже потом отливаем в ней литейные восковки для последующего выплавляемого модельного комплекта. Это не прямая печать формы, а создание ее прототипа. И вот здесь многие ошибаются, думая, что можно напечатать форму и сразу лить в нее чугун. Нет, температура в 1400°C такую форму испарит мгновенно.

Был у нас опыт с печатью песчаных форм на установке Voxeljet. Технология, безусловно, перспективная — прямое послойное склеивание песка связующим. Напечатали сложный водяной канал для турбины. Форма получилась, отливка вроде бы тоже. Но проблема пришла с другой стороны: зольность отпечатанного песчаного стержня оказалась выше, чем у традиционно изготовленного. При выбивке осталось больше остатков, пришлось дольше и интенсивнее очищать полость канала. Для серии — не годится, а для штучной, опытной отливки — спасение. Это к вопросу об ?известности?: технология известная, но нюансы ее применения известны только тем, кто через такие пробы и ошибки прошел.

Материалы: главный камень преткновения в ?объемной? истории

Говоря ?3d печать? для литья, мы в 90% случаев говорим о материалах. Фотополимеры для SLA должны иметь определенную зольность после выжигания, иначе керамическая форма при прокалке треснет. Порошки для SLS — часто нейлон, смешанный со стеклом (типа PA-GF). Его прочность хороша для проверки сборки, но для создания литейной модели он слишком гибкий, может ?поплыть? под давлением формовочной земли.

Мы долго подбирали материал для печати моделей габаритных крышек (около 600 мм). Стандартные смолы давали усадку и коробление по мере роста модели. Решение нашли не в смене принтера на ?более известный?, а в кропотливой настройке режимов печати и пост-обработки. Пришлось разработать свой техпроцесс сушки и УФ-дозатвердевания, чтобы снять внутренние напряжения. Это та самая ?объемная? работа, которую не видно в рекламных буклетах.

Сейчас через нашу дочернюю структуру, ООО Чжутейи Технологии Литья (Чунцин), мы исследуем возможность прямого печатания литейных керамических форм. Это следующий уровень. Но пока что стоимость литра спекаемой керамической суспензии и скорость процесса оставляют технологию в области единичного, сложнейшего литья. Для серийного производства, которым занимается основное предприятие Касэнь, пока экономически невыгодно. Но следим, пробуем.

Интеграция в цех: когда программное обеспечение встречается с графитом

Самая большая сложность — вписать цифровой процесс в аналоговый цех. Инженер, который проектирует модель для объемная печать, должен не просто знать CAD. Он должен понимать литейные уклоны, допуски на усадку металла, расположение прибылей и выпоров. Иначе красивая напечатанная модель станет причиной бракованной отливки.

У нас был курьезный случай. Напечатали точнейшую модель редукторного корпуса. Литейщики, привыкшие к деревянным моделям с их четкими рисками для разъема формы, не нашли этих рисок на гладком пластике. Пришлось дорабатывать, наклеивать дополнительные технологические элементы. Вывод: 3d печать не отменяет литейные стандарты, она требует их оцифровки и закладки в модель на самом раннем этапе.

Сейчас мы стараемся работать по принципу сквозной цифровой цепочки: CAD-модель -> адаптация для литья (в специализированном ПО) -> подготовка для печати (слайсинг) -> печать -> контроль геометрии (3D-сканирование) -> изготовление оснастки. Звено ?печать? — критично, но не самодостаточно. Его надежность определяет всю цепочку. Поэтому к выбору технологии и оборудования подходим не по принципу ?самый известный бренд?, а по принципу ?наиболее стабильный и предсказуемый результат в наших конкретных условиях?.

Экономика процесса: о чем молчат продавцы принтеров

Когда рассматриваешь внедрение 3d печать в литейное производство, нельзя смотреть только на стоимость машины. Считается все: стоимость литра материала, скорость износа ракеля или сопла, трудоемкость пост-обработки, потребление электроэнергии, необходимость в климат-контроле помещения. Дорогостоящая промышленная установка может оказаться выгоднее дешевого настольного аппарата, если последний дает 30% брака по геометрии на крупных деталях.

Мы считаем эффективность через стоимость и срок изготовления мастер-модели в сравнении с фрезеровкой. Для деталей средней сложности размером с кулак печать выигрывает всегда. Для простых крупных деталей иногда быстрее и дешевле выфрезеровать из пенопласта или МДФ. А вот для деталей с сложной внутренней полостью, лабиринтами, которые фрезой просто не обработать, — печать безальтернативна. Это ее ниша.

На сайте нашей компании, https://www.cqksen.ru, мы не выпячиваем использование 3D-печати как некое чудо. Мы позиционируем ее как один из современных инструментов в арсенале, который, в сочетании с традиционными методами, позволяет решать задачи клиента быстрее. Иногда клиенту нужна одна штука на испытания — печатаем модель и отливаем по выплавляемому воску. Нужна мелкая серия — печатаем мастер-модель, снимаем силиконовую оснастку, отливаем в ней восковки. Нужна крупная серия — переходим к проектированию и изготовлению металлической оснастки. Гибридный подход — вот что реально работает.

Взгляд вперед: что будет с ?объемной печатью? в литье завтра

Судя по тенденциям, будущее — за прямым печатанием форм из рефрактерных материалов. Но это будущее наступит не тогда, когда такие принтеры станут дешевыми, а когда решатся проблемы с воспроизводимостью свойств напечатанной формы от партии к партии. В литье, особенно ответственном, важен не разовый успех, а стабильность. Форма должна вести себя предсказуемо каждый раз.

Еще один пласт — печать металлом. Но для нас, как для литейщиков, это скорее конкурирующая технология. Она хороша для мелких, высокодетализированных изделий из определенных сплавов. Для массивных стальных или чугунных отливок традиционное литье в формы, созданные с помощью или без помощи 3D-печати, еще долго будет вне конкуренции по стоимости и свойствам получаемого металла.

Так что, возвращаясь к запросу ?известный объемная печать 3d печать?. Известность — это не бренд на корпусе. Это глубокая интеграция технологии в конкретный производственный процесс, знание ее сильных сторон и, что важнее, ее ограничений. Это умение выбрать, когда печатать, а когда взять в руки рейсмус. Это опыт, накопленный через пробные отливки, через брак, через поиск нужного режима. В этом, пожалуй, и есть главный профессиональный секрет. Технология становится по-настоящему ?известной? и востребованной не на выставках, а в цехе, когда она перестает быть диковинкой и становится надежным, понятным инструментом в руках технолога.