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3D打印砂制模技术，建功“中国制造”转型升级

来源：发布时间：2019-09-03 点击量：4976

日前，在东莞高新区东莞机器人智能装备产业园，伴随着有节律的机械运作声，一台台如数控机床大小的设备稳定运转，原料砂从储砂罐内流出，在打印喷头的喷涂下，各种形状的砂模渐次成型。
“这是我们具有自主知识产权的新技术——3D打印砂制模，这也是3D打印技术在工业领域的创新应用。”该企业董事长赵禔话语中带着自信。

这家专注于3D打印铸件砂模制造及服务的科技型企业，靠着快速、便捷、专业的砂模打印业务，在业内刮起3D打印替代人工制造砂模的“旋风”，投产不到4个月已签订近200万元订单，产品供不应求。

砂模3D打印

作为工业基础工序之一，铸造通过浇注液态金属冷却成型生产铸件，其过程离不开模具这个关键部件。
“其功能和我们做蛋糕的模具类似，只不过蛋糕外形简单，而实际生产中的模具可谓奇形怪状，生产难度大。”赵禔说。
目前，传统模具制造工艺需要先手工制作木模，再使用木模制作砂型翻模。这一过程不仅耗时耗力，而且人工成本高。一名砂模工人力成本每年在10万元以上，而且在逐渐上涨，且在一些发达地区已面临招工难等难题。
看中市场痛点，企业将目光投向了近年来兴起的新技术——3D打印砂制模技术。该技术集成了三维设计、3D打印、智能数控、快速铸造、新型材料、机械电气等一系列学科技术，是当前世界先进铸型制造技术之一。目前，能够自主生产3D打印铸件砂模设备的企业仅有德国、美国等的少数高科技企业。
砂型3D打印设备，在我市建设3D打印中心。目前，该中心已配置砂型打印机8台，预设年产能2万吨砂型。
大家在现场看到，在打印过程中，打印喷头先均匀喷涂一层原砂和固化剂混合体，再按照砂模截面形状喷涂粘结剂，如此交替进行。最终，粘结剂与固化剂发生胶联反应，固化成型。
“整个过程有点儿像给蛋糕挤奶油造型，一层层堆叠成型。”赵禔说，和传统人工制模相比，3D打印制模具有人力成本低、精度高、绿色环保，以及可打印高度复杂模具等一系列优势，行业推广前景看好。
以航空发动机缸体为例，其油路直径甚至为毫米级，而且走向高度复杂，传统手工模难以制作。3D打印技术所生产砂模尺寸误差甚至低于0.3毫米，可以说砂子直径是多少，误差就能控制到多少，制作航空发动机缸体等的高精度模具游刃有余。
在高效方面，传统手工制模耗时耗力，时间成本高，单个发动机缸体模具制作往往需要3个月以上。采用3D打印技术制作模具，最多需要10天即可下线。照此计算，采用3D打印制作，可使得汽车等发动机缸体研发周期从3年缩短至最短半年左右，大大提升研发效率。
未来，企业将抢占制造业转型发展先机，推进3D技术研究院建设，在3D技术工业应用中取得更大成效，力争3年内年销售额达4亿元，建功“中国制造”转型升级。

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