Odlew wirnika ze stali nierdzewnej wykorzystuje technologię druku 3D

Druk 3D został zdefiniowany przez Komitet F42 Amerykańskiego Towarzystwa Testowania i Materiałów jako tworzenie obiektów poprzez osadzanie materiałów przy użyciu głowic drukujących, dysz lub innej technologii drukarskiej.W artykule omówiono specjalną technologię druku trójwymiarowego zwaną wtryskiem spoiwa, która polega na osadzaniu ciekłego spoiwa przez dyszę w celu połączenia materiału proszkowego.Materiałem spajanym jest piasek, który można odlać bezpośrednio metodą druku trójwymiarowego.

Jak to działa?

Druk 3D działa jak drukarka 2D w domu lub biurze.Jednakże w procesie tym zamiast papieru stosuje się cienką warstwę papieru ze specjalnego piasku do odlewania i specjalnie zaprojektowane spoiwa, aby zamiast papieru wykonać części formy odlewniczej.Powtarzanie procesu do momentu uzyskania pożądanego kształtu wynosi tylko kilka kroków.Pod kierunkiem danych projektowania wspomaganego komputerowo (CAD) piasek jest rozproszony, a spoiwa są selektywnie rozprowadzane.

Następnie obniż platformę o pewien przyrost i połóż nową warstwę piasku.Następnie użyj danych CAD, aby ponownie zastosować spoiwo do tej nowej konfiguracji.Proces ten powtarza się aż do ukończenia części.W tym czasie części można było wydobywać z otaczającego piasku i wykorzystywać do odlewania.

Trójwymiarowo drukowany wirnik z rdzeniem piaskowym o średnicy 26 cali ma pięć żył, a wykres rezystancji pokazano na rysunku.

Do obróbki i przeciągania połowy formy i rdzenia można zastosować piasek, utwardzanie i specjalne spoiwo inżynieryjne.Stanowią one podstawę części odlewniczych.Drukowany piasek może być również używany do przedstawienia formy, modelu symulacyjnego lub inżynierskiego części.Zawiera część dotykową, za pomocą której można dopasować, a nawet zainstalować osprzęt w warsztacie obróbczym.Po natryskiwaniu wygląda jak odlew z piasku i żwiru, ważący około 0,06 funta na cal sześcienny.

Rdzeń każdej konwencjonalnej technologii formowania, którą można zastosować do odlewania, jest bezpieczny dla każdego stopu.Rdzeń ten może być skomplikowany i nie wymaga żadnego montażu, ponieważ w procesie druku 3D eliminuje się tradycyjne narzędzia, takie jak rdzennica.Jedną z zalet braku elementów rdzenia jest to, że wewnętrzny kanał rdzenia odlewu jest czystszy, nie ma żeberek na złączach zespołu rdzenia, nie ma wad odlewu, nie ma złych elementów rdzenia ani błota na tych połączeniach.

Ten proces drukowania 3D ogranicza konieczność czyszczenia kanałów wewnętrznych po odlewaniu, co skutkuje lepszymi wewnętrznymi kanałami pompy.Ten wewnętrzny rdzeń może być również wytwarzany bez rozciągania, co może zapewnić lepszą wydajność lub efektywność pompy.

Trójwymiarowo drukowany rdzeń piaskowy wirnika o średnicy 26 cali ma pięć łopatek, jak pokazano na rysunku.

Produkując rdzenie, które nie wymagają rdzennic, zasady projektowania i wydajności nie są ograniczone przez możliwości produkcyjne form odlewniczych.Nie jest to technologia wszechstronna.Należy go używać z istniejącymi procesami lub jako proces samodzielny.Producenci pomp i użytkownicy końcowi powinni połączyć je w rozsądnym czasie i miejscu

W przypadku rdzeni, które mogą być zbyt delikatne, aby można je było transportować, można zapewnić rozwiązanie.Rdzeń można wydrukować w zapieczętowanym pudełku, aby zapewnić kompletną dostawę.Pomyśl o tym jak o rosyjskiej lalce gniazdującej.Drukarka 3D może wykonać wszystkie lalki w tym samym czasie i miejscu.Użytkownik końcowy otwiera pudełko kompilacji i usuwa rdzeń.

Można go stosować jak każdy inny rdzeń w aplikacji odlewniczej.

Elastyczność

Kolejną zaletą tego rdzenia drukującego jest to, że można go wymienić w dowolnym momencie.Nie ma potrzeby oceniania kosztu formy, aby wprowadzić zmiany.Jeśli wzór obudowy pompy jest wystarczająco zaprojektowany, a jedyne, czego potrzebuje użytkownik końcowy, to modernizacja kanału wewnętrznego, można go wydrukować bez użycia narzędzi i kłopotów.Może to być ogromna zaleta, jednorazowa lub próbna.

Wirnik z trójwymiarowym drukowanym rdzeniem piaskowym o średnicy 28 cali ma sześć łopatek.Wykres rezystancji pokazano poniżej.

Wiele osób lubi spróbować czegoś, zanim zainwestuje dużo w trwałe narzędzia lub udowodni swój pomysł inżynieryjny.Proces druku trójwymiarowego umożliwia pobieranie próbek bez wpływu wysokich kosztów oprzyrządowania odlewniczego i długiego cyklu produkcyjnego związanego z formą.

Z piasku drukarskiego można również formować formy odlewnicze.Formy te umożliwiają drukowanie i symulowanie dowolnego procesu formowania, dzięki czemu odlewnia może zebrać cenne informacje na temat napełniania, krzepnięcia i wydajności.Pomaga to odlewniom ulepszyć, zweryfikować i zoptymalizować proces przed zamówieniem oprzyrządowania, eliminując w ten sposób zmiany oprzyrządowania na początku produkcji.Aby szybko wejść na rynek, druk 3D może pomóc w konieczności natychmiastowego wykonania odlewów i form w ciągu kilku tygodni lub miesięcy.Jednym z haseł wytwarzania przyrostowego jest wytwarzanie tego, czego chcą użytkownicy, kiedy tego chcą.

Trójwymiarowo wydrukowany wirnik z rdzeniem piaskowym o średnicy 28 cali ma sześć żył, jak pokazano na rysunku.

Dodatkowe korzyści

W przypadku produktów tradycyjnych druk 3D ma ogromne perspektywy rozwoju.Uszkodzone narzędzia odlewnicze nie będą wymagały wymiany ani naprawy w przypadku prac wykonywanych sporadycznie.Utraconych narzędzi nie trzeba zastępować.Firma może wydrukować rozwiązanie i skorzystać z dowolnych dostępnych narzędzi.

Powtórzę jeszcze raz: nie jest to technologia, którą można zastosować w każdym przypadku.Mieszaj i dopasowuj, aby utrzymać niski koszt, który jest potrzebny tylko w razie potrzeby.W przyszłości tryb może być przechowywany na serwerze lub dysku flash, a nie w repozytorium.

Im bardziej złożony jest odlew, tym trudniejszy jest rdzeń produkcji i tym więcej producentów i użytkowników końcowych powinno wypróbować druk 3D jako rozwiązanie.

Ta zmiana w sposobie produkcji części pomp może zaoszczędzić pieniądze i czas, a także umożliwić szybsze wprowadzanie części i produktów na rynek.Inżynierowie mogą także testować wiele rozwiązań jednocześnie, a następnie inwestować w drogie, trwałe narzędzia.Nie muszą poświęcać wydajności projektowania na rzecz możliwości szybkiego wytwarzania produktów.

Trójwymiarowy drukowany model piaskowy 7 śmigieł o średnicy 30 cali

Proces uruchamiania

Użytkownicy końcowi powinni przestudiować i wypróbować tę technologię.Aby rozpocząć ten proces, powinni skontaktować się z dostawcami technologii druku 3D.Ważne jest, aby dobrze komunikować się i koordynować działania z dostawcami 3D.Użytkownicy powinni uczciwie omówić związane z tym ryzyko i to, co jest dla nich najważniejsze – takie jak koszt, jakość i czas.Powinni wykorzystać czas spędzony z dostawcą na wyjaśnienie technologii i zapytać dostawcę, co może zapewnić, a czego nie.

Użytkownicy muszą zrozumieć, że nie wszystko można wykonać za pomocą druku 3D i nie powinno tak być.Złe doświadczenia związane z jakąkolwiek nową technologią są kosztowne dla wszystkich.Dostawcy rozwiązań, producenci i użytkownicy końcowi powinni unikać stosowania dobrych rozwiązań w przypadku niewłaściwych problemów.

Dzięki znalezieniu odpowiednich funkcji dostawcy i dopasowaniu procesów do aplikacji użytkownicy końcowi powinni mieć możliwość szybszego i krótszego korzystania z komponentów.Technologia ta pozwala zaoszczędzić koszty prototypowania i produkcji.Producenci i użytkownicy końcowi powinni przeprowadzić badania, aby określić, czy druk 3D jest ich wyborem.