Dans le champ de fabrication en développement rapide d'aujourd'hui,moulage au sable, en tant que processus traditionnel et bien établi, s'intègre profondément à la technologie d'impression 3D de pointe, ouvrant un tout nouveau chapitre de la transformation.

Pendant longtemps, la coulée de sable s'appuie sur le moulage mécanique manuel ou conventionnel pour produire des moules. Selon les statistiques de l'industrie, l'efficacité de production du moulage manuel traditionnel n'est généralement que quelques-unes à une douzaine de pièces par heure, bien en dessous des exigences des lignes de production automatisées modernes. De plus, la précision de la moulure manuelle ne peut généralement être contrôlée que dans environ ± 1 mm, ce qui rend difficile la satisfaction de la production de produits avec des exigences de précision strictes, telles que les composants de l'instrument de précision. Bien que le moulage mécanique améliore l'efficacité dans une certaine mesure, face à des conceptions de coulée complexes et modifiables, le cycle de développement des moisissures dure souvent plusieurs semaines, voire des mois. Prenez une certaine fonderie de pièces automobiles à titre d'exemple. Le développement d'un nouveau type de moule à blocs moteurs a pris près de trois mois de la conception à la livraison finale et un coût pouvant atteindre 500 000 yuans. Une fois que la conception du produit change, le moule d'origine est essentiellement mis au rebut, ce qui entraîne d'énormes déchets. De plus, il y a des goulots d'étranglement dans l'optimisation de la structure interne des moules fabriqués par les méthodes traditionnelles. La proportion de zones lâches à l'intérieur des moules de sable produites par les processus traditionnels peut atteindre 10% à 15%, affectant sérieusement l'amélioration de la qualité de la coulée.

L'impression 3D, également connue sous le nom de fabrication additive, construit des entités tridimensionnelles en superposant des matériaux basés sur des modèles numériques. Dans l'application de la coulée de sable, son principe de travail consiste à superposer et à solidifier les matériaux de sable spécialement préparés, tels que les grains de sable liés à une résine photosensible ou à la poudre de sable mélangée à des adhésifs à chaud, selon un modèle informatique prédéfini.

Par rapport aux méthodes traditionnelles, l'impression 3D apporte de nombreux avantages à la coulée de sable. Premièrement, la liberté de conception est considérablement améliorée, permettant la production facile de moules pour les pièces moulées avec des cavités internes complexes, des murs minces et des formes irrégulières qui sont difficiles à réaliser avec des techniques traditionnelles, telles que les moules de sable de canal de refroidissement complexes pour les lames aérodynamiques , où la partie la plus étroite du canal peut être inférieure à 2 mm, ouvrant de nouveaux chemins pour le développement de pièces moulées haute performance. Deuxièmement, il raccourcit le cycle de développement des produits. Il n'y a pas besoin d'un long processus de fabrication de moisissures et les modifications de conception peuvent être immédiatement reflétées dans le modèle imprimé pour une itération rapide. Selon les commentaires d'une certaine entreprise de R&D de composante aérospatiale, après avoir adopté la coulée de sable imprimée en 3D, le cycle de la conception à l'achèvement du premier prototype a été raccourci d'une moyenne de 6 mois à moins de 4 mois, avec une amélioration de l'efficacité de plus de 30%. Troisièmement, il réduit les coûts, en particulier pour la production de petits lots et personnalisée. Il élimine le coût élevé des moules et imprime précisément les matériaux de sable en fonction des besoins réels, en réduisant les déchets. Prenez un certain fabricant de produits de machines personnalisés haut de gamme à titre d'exemple. Pour la production en petits lots de 50 pièces moulées de structure spéciale, si la coulée traditionnelle des moisissures est utilisée, le coût unitaire après une répartition des coûts de moisissure est aussi élevé que 2000 yuans, tandis que la coulée de sable imprimée en 3D ne nécessite que 800 yuans, avec une réduction des coûts de 60%.

Dans le passé, les motifs étaient principalement fabriqués en bois, en métal, etc., et le processus de production était lourd et la précision était limitée. De nos jours, l'impression 3D peut imprimer directement les modèles de haute précision basés sur les modèles CAO. La précision dimensionnelle peut atteindre ± 0,1 mm ou même plus, et la qualité de surface est bien, reproduisant parfaitement l'intention de conception, offrant un fondement précis pour la moulure ultérieure. De plus, les paramètres du motif peuvent être rapidement ajustés pour répondre aux exigences de différentes pièces moulées. Par exemple, une certaine fonderie de précision a réduit le taux de ferraille causée par des problèmes de précision de modèle de 8% à 2% à des modèles imprimés 3D.

Remplacement des méthodes de moulage traditionnelles telles que le battement et le compactage mécanique, l'impression 3D forme directement des moules de sable. Les grains de sable internes sont répartis uniformément et la compacité est cohérente, garantissant la stabilité de l'écoulement du liquide métallique pendant les défauts et la réduction des défauts causés par la turbulence. Les données de recherche d'un certain laboratoire de coulée montrent que l'écart type de la compacité du grain de sable interne des moules de sable imprimés en 3D est réduit de 50% par rapport à celui de la moulure mécanique traditionnelle. Il peut concevoir avec précision les positions et les formes des portes et des contremarches pour optimiser les trajets de l'alimentation en liquide métallique et de l'échappement du gaz, améliorant le taux de rendement des pièces moulées. Prenez les pièces moulées de machines lourdes produites par une certaine grande fonderie à titre d'exemple. Après avoir adopté des moules de sable imprimés en 3D, le taux de rendement est passé de 70% à 85%.

Grâce à la haute précision et à la structure optimisée des moules de sable imprimés en 3D, le processus de fusion peut ajuster plus précisément la composition et la température du liquide métallique en fonction des exigences de coulée. Pendant le versement, le liquide métallique se remplit en douceur dans l'environnement de cavité idéal, réduisant la probabilité de défauts tels que les trous de sable et les fermetures à froid, et l'amélioration de la cohérence et de la fiabilité de la qualité de la coulée. Les données expérimentales d'un certain institut de recherche sur le fer et l'acier montrent que la fréquence des défauts tels que les trous de sable et les fermetures à froid dans les pièces moulées produites par la coulée de sable imprimée en 3D est réduite de 40% à 50% par rapport à celle de la coulée de sable traditionnelle.

En raison de certaines caractéristiques des matériaux de moisissure de sable imprimés en 3D, le travail de nettoyage de sable est relativement simplifié. Certains liants perdent leur adhésivité après une coulée à haute température, ce qui rend le sable de moulage plus facile à tomber, en réduisant l'intensité de la main-d'œuvre et le coût du temps des nettoyeurs de sable et l'amélioration de l'efficacité de la production. Les statistiques d'un certain atelier de casting montrent qu'après avoir adopté des moules de sable imprimés en 3D, le temps de nettoyage du sable a été raccourci en moyenne de 30%, et le nombre de nettoyeurs de sable pourrait être réduit en conséquence de 20%.

Dans le champ aérospatial, les composants clés d'un certain modèle de technologie de coulée de sable imprimée 3D ont adopté des avions et ont produit avec succès des moulages en alliage en aluminium avec des structures de refroidissement complexes à l'intérieur. Tout en garantissant la force, le poids a été effectivement réduit. Après les tests, le poids a été réduit de 15% et le cycle de recherche et de développement a été raccourci de plus de 30%, contribuant à l'amélioration des performances de l'avion. Dans leindustrie de la fabrication automobile,Au cours de la phase de production d'essai des blocs de moteur, des moules de sable imprimés en 3D ont été utilisés pour vérifier rapidement la faisabilité de conception et économiser des coûts de moisissure de centaines de milliers de yuan. Prenez le développement d'un certain modèle de voiture neuf à titre d'exemple. Le coût de la moisissure a été économisé jusqu'à 300 000 yuans, accélérant le lancement du modèle de voitures neuves.

Bien que l'impression 3D montre un grand potentiel dans la coulée de sable, il fait toujours face à des défis. D'une part, le coût des équipements et des matériaux d'impression 3D est relativement élevé. Actuellement, le prix des équipements d'impression 3D de qualité industrielle traditionnels sur le marché varie de 500 000 yuans à 2 millions de yuans, et le prix des matériaux de moule de sable spéciaux est également des dizaines à des centaines de yuans par kilogramme, ce qui limite l'application à grande échelle de petits petits et les entreprises de taille moyenne. D'un autre côté, la vitesse d'impression est relativement lente et pour la production de masse à grande échelle, l'efficacité doit être encore améliorée. Cependant, avec les progrès technologiques, le prix de l'équipement continuera de baisser et la vitesse d'impression augmentera. Il est prévu qu'au cours des cinq prochaines années, le prix de l'équipement sera réduit de 30% à 50% et la vitesse d'impression sera augmentée de 2 à 3 fois. L'impression 3D devrait devenir la technologie grand public dans la coulée de sable, compléter les processus traditionnels et promouvoir l'industrie de la coulée à un niveau supérieur, offrant un soutien technique plus fort pour les industries telles que la fabrication d'équipements haut de gamme et la nouvelle énergie, et façonnant un avenir plus brillant pour l'industrie manufacturière.

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