採用3D列印模具的鋁砂鑄造

“我希望將來對'真實世界'任務的列印有更多的興趣。模具製作是最明顯的應用之一。今天的大多數圖案仍然是用木材手工製作的。“

 

為了更換1913年Dennis消防車上的水歧管,Raise3D論壇用戶成員 Caxton3D創建了用於砂型鑄造的CAD模型和模具,以及用於其他不可替代的發動機部件的鋁製部件。

由於這個時代的鋁難以焊接,鑄造成為修復這種類型零件的唯一解決方案。鑄造過程本身帶來了許多必須考慮的變量,例如:冷卻過程中金屬部件的收縮和空心鑄件的型芯模具。為了獲得最終結果,Raise3D N2 Plus被用作熟練鑄造工藝的一個組成部分。

在1913年,丹尼斯消防車和3D列印的鑄造水歧管原型模型

如果沒有模板或工廠圖紙的幫助,更換零件的鑄造需要使用手工木製模型進行高水平的試驗和錯誤。

借助3D列印,可以輕鬆調整數位模型,並用於製造低成本原型和陰模模型。

使用3D列印之前,傳統方法包括:

1. 用於印模的勞動密集型手工雕刻木材模型
2. 由於手工製作的零件造成的不准確性
3. 多次鑄造以創建正面和負面模型

通過應用3D列印,鑄造工藝現在已經轉變為:

1. 通過原型設計和測試模型降低成本
2. 通過自動化列印流程減少人工
3. 使用精確數位製造模型提高準確性

案例的開始,由於現代要取得當初的工廠圖紙不容易獲得,因此測量原始零件並轉換為CAD模型。該設計作為原型3D列印並安裝在原始硬體上,以測量配合和公差。考慮到金屬在冷卻過程中會出現的收縮量,在製作3D模型中進行必要的更改,直到達到所需的正確結果。

透過測量,使用 Solidworks 進行複製模型

3D列印原型連接到氣缸蓋進行適合性測試

現在已經設計了歧管,caxton3d將使用該模型創建可以模製的正面和負面。

 

添加“核心”,用於防止金屬流動; 創造一個空心的部分。這種改進的模型設計有歧管面和核心。來自芯部的擠出件將用於將單獨模製的砂芯放置在模具內。

具有正歧管半核的修正模型

3D列印完成的正模具模型

為了形成砂芯,模型的負片列印為兩件式模具。當創建一個比3D列印機成型空間要大得多的零件時,每個零件將被分成兩個部分,並連接在一起以形成鏡像半部。為了確保對齊,caxton3d為螺栓添加了對準標記,這將創建一個連續的核心盒。

半邊的砂芯模具

3D列印完成的正模具模型

修改後的正面用於創建對沙子的初始印象。這將分兩半進行。這兩個半部分中的一個將被給予一個用於澆注金屬的槽。  

從兩件式模具中取出的模製砂芯將封閉在兩個半砂中。澆注金屬,並移除最終的鋁件。

最終的鋁鑄件。
部分(銀色)和核心模具(黑色)的3D模型。砂模和砂芯(紅色)的橫截面。

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