分析3D列印在鑄造行業的應用
OFweek3D列印網訊 3D列印在鑄造行業中的優勢是與訂單數量密切相關的。由下述圖表可見，當訂單數量超過9件以，3D用於鑄造報價沒有優勢，但是交期優勢非常明顯，同時，對於有嚴格交期的企業來說，仍可以接受（比如說在比傳統交期明顯縮短的前提下，現在3D列印鑄件的利潤率可以達到平均的300％，主要總報價不超過傳統報價，適當的降低利潤率報價對於雙方都是可以接受的）。當鑄件訂單數量在38件時，3D列印用於鑄造的週期優勢也將消失，此時幾乎不會有企業選擇用3D列印生產鑄件。
表1． 報價參考
圖1 3D列印與傳統報價對比
圖2 3D列印與傳統交期對比
因此，3D列印用於鑄造的優勢以及我們可以尋找的客戶如下：
3D列印在小批量生產時具有非常明顯的速度優勢，對於研發某類項目驗證有非常明顯的優勢，如汽車，航太，航空，軍工，火車，摩托車，船舶，機械裝備，水泵，陶瓷行業等。
對於多種傳統鑄造難於生產的產品，如0.5mm的渦輪葉片，各種內冷油道，各種結構複雜鑄件，也只能通過3D列印生產，此類客戶遍佈各個領域。
對於藝術件，各類用於批量生產的模具等，也能夠廣泛應用。
3D列印用於鑄造的材料及要求
1、3D列印改善傳統的砂型鑄造、金屬模具鑄造
如圖3砂型鑄造所示，得到一些簡單的零件圖紙，模具設計時，分成型模和型芯盒兩套模具，把模型包在砂型裡，取出模型，就成了空心砂型；用型芯盒模具，製作型芯；型芯與鑄型組合在一起，鑽個澆口，澆注，去砂就成了帶澆口鑄件。金屬模具鑄造，可以理解為，鑄型和型芯是金屬製成（而非砂型製成），可以多次利用。
圖3 砂型鑄造
3D列印在砂型的應用就是，把鑄型和型芯用3D印表機打出來，減少做模具的費用減少做模具的時間。現在已經普遍使用的3D列印砂型的設備，有微滴噴射技術，鐳射燒結技術等等。
微滴噴射原理
鐳射燒結原理
2、熔模鑄造、消失模鑄造
如圖4工藝流程圖所示：得到鑄件圖紙，製造模具，用模具壓制與鑄件同樣的蠟型，把蠟型的蠟流道組成“樹”把“樹”包一層殼，最後把蠟加熱融化，就成了模型，通過澆鑄，最終成型。3D列印在熔模鑄造中的應用就是，直接打出蠟模（或者是可以替代蠟模的材料，材料性能必須是可燃淨、可氣化、可在特定環境內融化，膨脹性低，表面光潔度高、有一定強度）減少製作壓蠟模具的費用及時間。
一般熔蠟鑄造用的材料包括：光敏樹脂材料（精度高，燃燒充分一般用於鑄造小型珠寶，牙冠，或鎳基高溫葉片），列印鑄造用PS粉（融化後氣化），列印鑄造用PLA等。
圖4 工藝流程圖
3D列印用於鑄造現狀
3D列印應用於鑄造行業，歸根結底，3D列印只是輔助鑄造完成幾乎所有高難度結構複雜鑄件，縮短小批量鑄件的生產週期級費用，但由於進口設備的價格較高，鑄造行業零散化生產的模式，因此起步較晚，隨著國家供給側改革的力度不斷加大與深入，淘汰落後產能及高能耗高污染等行業的趨勢，3D列印用於鑄造的應用必將越來越廣泛。
表1． 報價參考
圖1 3D列印與傳統報價對比
圖2 3D列印與傳統交期對比
因此，3D列印用於鑄造的優勢以及我們可以尋找的客戶如下：
3D列印在小批量生產時具有非常明顯的速度優勢，對於研發某類項目驗證有非常明顯的優勢，如汽車，航太，航空，軍工，火車，摩托車，船舶，機械裝備，水泵，陶瓷行業等。
對於多種傳統鑄造難於生產的產品，如0.5mm的渦輪葉片，各種內冷油道，各種結構複雜鑄件，也只能通過3D列印生產，此類客戶遍佈各個領域。
對於藝術件，各類用於批量生產的模具等，也能夠廣泛應用。
3D列印用於鑄造的材料及要求
1、3D列印改善傳統的砂型鑄造、金屬模具鑄造
如圖3砂型鑄造所示，得到一些簡單的零件圖紙，模具設計時，分成型模和型芯盒兩套模具，把模型包在砂型裡，取出模型，就成了空心砂型；用型芯盒模具，製作型芯；型芯與鑄型組合在一起，鑽個澆口，澆注，去砂就成了帶澆口鑄件。金屬模具鑄造，可以理解為，鑄型和型芯是金屬製成（而非砂型製成），可以多次利用。
圖3 砂型鑄造
3D列印在砂型的應用就是，把鑄型和型芯用3D印表機打出來，減少做模具的費用減少做模具的時間。現在已經普遍使用的3D列印砂型的設備，有微滴噴射技術，鐳射燒結技術等等。
微滴噴射原理
鐳射燒結原理
2、熔模鑄造、消失模鑄造
如圖4工藝流程圖所示：得到鑄件圖紙，製造模具，用模具壓制與鑄件同樣的蠟型，把蠟型的蠟流道組成“樹”把“樹”包一層殼，最後把蠟加熱融化，就成了模型，通過澆鑄，最終成型。3D列印在熔模鑄造中的應用就是，直接打出蠟模（或者是可以替代蠟模的材料，材料性能必須是可燃淨、可氣化、可在特定環境內融化，膨脹性低，表面光潔度高、有一定強度）減少製作壓蠟模具的費用及時間。
一般熔蠟鑄造用的材料包括：光敏樹脂材料（精度高，燃燒充分一般用於鑄造小型珠寶，牙冠，或鎳基高溫葉片），列印鑄造用PS粉（融化後氣化），列印鑄造用PLA等。
圖4 工藝流程圖
3D列印用於鑄造現狀
3D列印應用於鑄造行業，歸根結底，3D列印只是輔助鑄造完成幾乎所有高難度結構複雜鑄件，縮短小批量鑄件的生產週期級費用，但由於進口設備的價格較高，鑄造行業零散化生產的模式，因此起步較晚，隨著國家供給側改革的力度不斷加大與深入，淘汰落後產能及高能耗高污染等行業的趨勢，3D列印用於鑄造的應用必將越來越廣泛。