• Hi, 欢迎来到共享工业云平台

当前位置:首页 > 协同研发 > 成果详情
成果名称

大尺寸铸造砂型高效增材制造装备与工艺研究

类别

智能铸造设备

主要任务研究完成情况

    1)2016年研发出打印尺寸3500 mm *2800 mm *2000 mm,层厚0.08~0.18mm可调,成形效率≥450L/h,砂型抗压强度≥10MPa,抗拉强度≥1.8MPa的铸造砂型增材制造装备;

    2)开发适合于铝合金及黑色金属铸造的增材制造材料,使用成本为进口的40%;申请发明专利 100 项以上;

    3)2018年实现不少于 100个品种铸件的砂型试制验证;实现多台套装备投入产业化生产。

    4)2018-2020年研发出效率≥1000L/h的铸造砂型增材制造装备;开发两种适合于铝合金及黑色金属铸造的增材制造材料;形成装备、材料及工艺的国家或行业标准。

关键技术指标及完成情况

    1)在技术发展方面,打印大尺寸、高成形效率的铸造砂型增材制造装备已经研发成功,并投入试用,打印砂型技术指标符合项目目标要求;明确了高效宽幅阵列式喷头液滴喷射控制机理,研究确定了宽幅阵列打印头控制板卡方案,完成了铺砂系统和打印头控制系统等关键零部件的研制;成功研发出铸造砂型增材制造用呋喃树脂,并通过第三方检验验证,满足预期技术要求;通过反复试验验证,开发出了适合于复杂结构铸铁件及有色金属铸件铸造使用的再生砂粉末材料;同时,本项目开发的增材制造液料及粉末材料使用成本大幅降低,仅为进口产品成本的25%左右。

    2)在产业应用方面,成形效率≥450L/h,铸造砂型增材制造装备已经投入铸造工厂,开始用于复杂结构铸件砂芯批量生产;铸造砂型增材制造用呋喃树脂已经完成了中试生产,目前已经进入量产阶段,并在共享集团内部各3D打印铸造车间进行批量使用;再生砂材料性能实现稳定控制,也已经批量投入铸造使用。通过以上产业化推广措施,目前共享集团已经实现了柴油机机体,柴油机气缸盖,机器人,高精密数控机床,压缩机(油气、空调等领域)等五大领域高难度、高附加值铸铁件的研发成功和批量生产,项目取得了良好的经济效益和社会效益。

    3)在人才培养方面,通过本项目的推进,公司培养了一批具有创新意识、动手能力、解决问题能力出色的研发技术人员;培养了技术人员应用六西格玛、TRIZ等创新方法解决实际问题的能力;在课题的推进过程中培养了研发团队成员的团队合作意识,形成了完善的团队运行机制,为企业其他项目开展发挥了积极的带动作用。

    4)在成果产出方面,本项目2016年共申请国家专利数十项,目前已经授权发明专利、实用新型专利多项,在国家级期刊上发表学术论文多篇

取得的主要创新点及技术成果

    项目利用树脂自硬砂铸造原理及“分层制造,逐层叠加”的3D打印技术,研制一款从三维图形直接制造成为铸造用3D打印设备。

    主要研究铸造产业对铸造用3D打印设备在精度、效率及实际应用(成本、工艺)等方面的要求。通过试验、分析,选择和开发多喷嘴的阵列式喷头、材料单元堆积的控制方式、催化剂的合适配比、高速运动结构等关键技术,实现控制精度、效率更高、层厚更稳定,提高砂型强度、效率及范围,提供一种以铸造用石英砂(人造砂等)、树脂、固化剂等为原辅材料,实现特点尺寸成形空间、可制备高精度型芯尺寸、高强度型芯的阵列式喷头的铸造用3D打印设备。

项目成果的推广应用前景

    3D打印技术为铸造提供了快速制造砂型和模具新的技术手段,给铸造业带来新的发展机遇。3D打印技术,解决了兼顾复杂形状和高性能砂芯、模具快速制造的技术难题,可以用于高性能、高复杂的砂芯、模具的制造。

    铸造3D打印设备变革了传统铸造工序。作为一种新的铸造成形方式,设备打出的砂芯还需进行烘干、清理、流涂、表干、组芯、熔炼等工序,才能最终完成生产。因此为保证铸件的最终生产,还需进一步研究铸造3D打印设备与铸造其他流程智能对接方案产线,包括:铸造3D打印成形线、烘干线、组芯线、流涂线熔炼线等的对接,使铸造3D打印设备真正融入铸造流程中去。同时使用铸造3D打印设备这一新的铸造成形线定将影响并变革传统铸造流程,成形新的铸造生产新流程,推进铸造业的转型升级。