近年来 , 随着制造业的发展和技术的进步 ,3D 铸造技术正逐渐在各个领域展现出其独特的应用价值。特别是在超大型铸件制造领域 ,3D 铸造技术的应用受到了国内外相关领域头部厂商的关注和青睐。

据资料显示 , 特斯拉、宝马、比亚迪等车企已经在采用 3DP 砂模打印技术。特斯拉采用 3D 砂型铸造技术快速、低成本地验证巨型模具的设计和工程规格。奔驰某概念车型采用 3D 砂型铸造实现了后副车架、悬挂支架等结构的单体大尺寸零件铸造。国内比亚迪新电池公司正在探索 3D 打印技术在新能源汽车整车试制、汽车零部件和热管理系统等领域的前瞻性应用开发。

在航空航天领域 ,3D 砂铸技术可用于制造发动机零部件、航天器结构件、动力装置等重要部件。可有效解决超大尺寸、多维曲面、复杂结构工件的成型难题 , 在小批量大尺寸模具制造以及特种行业的模具迭代升级研发上有着传统制造工艺无法比拟的优势。在能源动力领域 ,3D 铸造技术可被应用于大尺寸耐压复杂型腔结构件、大型薄壁轻量化零部件等的制造。

可见 , 大型铸件制造在航空航天、船舶、泵阀、汽车 ( 新能源 ) 、能源动力 ( 电气 ) 、工业机械 ( 机器人 / 无人机 ) 、轨道交通、3C 电子、雕塑、教育科研、康复医疗等领域具有广泛的应用需求 , 而传统的制造方法面临诸多挑战 , 特别是在新产品的研发试制阶段。例如由于铸件尺寸巨大 , 通常需要拆分成部分进行铸造 , 再通过焊接集成 , 这不仅增加了设计负担、时间和成本 , 还容易导致焊接缺陷 , 影响产品质量和一致性。同时 , 修改模具也是个难题。

而 3D 铸造技术则可针对大型铸件的诸多特点给出更优的解决方案 :

1. 复杂结构设计优化。3D 打印技术能够制造出传统工艺难以实现的复杂形状结构 , 进一步拓展了设计空间 , 提供了更多的创新可能性。

2. 产品轻量化。3D 打印技术可以实现材料的局部优化和镂空设计 , 使得零部件既能够保持足够的强度 , 又能够减轻重量。

3. 功能集成一体化。在汽车行业 ,3D 打印技术已经大量应用在一体化设计上 , 同一零部件实现多个零件、多种功能的集成。

4. 批量定制化。大型铸件批量定制化采用传统工艺开模费用高、周期长 ,3D 打印可省去开模时间和费用 , 提高效率、节省成本。

为满足大型铸件制造的市场需求 ,3D 打印装备及快速制造服务提供商北京三帝科技股份有限公司于国内率先推出了自主研发的超大尺寸 3DP 砂型打印机 3DTEK-J4000, 该设备突破传统加工尺寸限制 , 最大可成型 4 米的砂型。设备创造性地采用了无砂箱柔性区域成型技术 , 破除了设备成型尺寸越大、设备价格狂飙的怪象 , 使得 4 米的或更大尺寸的设备 , 与 2.5 米的设备价格相差无几成为可能。经济、灵活 , 以更低的单位成本和更短的交付时间 , 经济高效地实现超大尺寸的砂型制造 , 并可根据用户需求按需定制扩展打印平台 , 满足 10 米 + 级的生产需求 ( 6 米 /8 米 /10 米设备已在同步接受预定 ) , 帮助用户最大限度地提高生产力。

该设备采用国际一线高精度、高通量喷头 , 配合高性能成型工艺和智能算法技术 , 可为用户提供卓越的成型精度、平衡可控的铸造性能和优良的可靠性。配备高速振动式铺粉系统、自动粉料循环系统及自研设备控制软件等 , 砂型尺寸精度好、强度高、发气量低、表面质量出色 ; 设备操作简单、运行稳定可靠 , 具有打印预警提示功能 ," 视觉监控智能化系统 " 可实现加工全过程的实时监测和记录可追溯 ; 开源材料工艺 , 可针对用户按需调整 ; 配套高性能树脂粘结剂、固化剂、清洗剂 , 保证成型质量和稳定性。

某用户巨型、大平面、薄壁结构部件 , 采用传统焊接和铸造工艺难以满足要求 , 采用三帝科技 3D 铸造工艺 ,45 天交付 2 件成品 , 成品尺寸为 1800mm×2000mm, 壁厚 5.5mm。

某客户重达 1.25 吨的巨型铝合金铸件 , 下端直径 900mm, 上端直径 1200mm, 高 1850mm, 传统制造方法存在成本高、周期长的问题 , 且无法实现所需的复杂结构。采用三帝科技 3D 铸造工艺仅 15 天就完成了交付 , 为客户节省了大量时间和成本。

三帝科技为客户交付的轻量化、大曲面、薄壁新能源商卡副车架 , 重约 27KG, 壁厚 5.5mm, 采用优质铝材 T6061。传统铸造方式仅模具制造就需要 1-2 个月 , 且费用高昂。采用三帝科技 3D 铸造工艺 2 周即完成成品交付。

【关于三帝科技】

北京三帝科技股份有限公司 ( 3D Printing Technology, Inc. ) 是一家 3D 打印装备与快速制造服务提供商 , 国家高新技术企业 , 专精特新企业 , 工信部增材制造典型应用场景供应商。同时拥有 "SLS+SLM+3DP+BJ"3D 打印技术的创新者 , 业务涵盖 3D 打印装备、3D 打印原材料的研发及生产、金属成品件快速制造服务、3D 打印工艺技术支持服务等 , 建立了完整的 3D 打印快速制造产业链 , 广泛应用于航空航天、船舶、泵阀、汽车 ( 新能源 ) 、能源动力 ( 电气 ) 、工业机械 ( 机器人 / 无人机 ) 、轨道交通、3C 电子、雕塑、教育科研、康复医疗等行业。