Развитие автомобилестроения движется быстрее, но валидация отливок по-прежнему включает в себя настоящие сплавы, толщину стенок, термообработку и механическую обработку. Полимерные прототипы улучшают внешний вид и посадку, но не могут заменить металлическую отливку в структурных, термических, герметичных и долговечных испытаниях. Ожидание шаблонов и форм для формования песчаных стержней может замедлить работу над отливками двигателя, трансмиссии, электропривода, системы терморегулирования и шасси.
3D-печать песком позволяет создавать формы и стержни непосредственно на основе данных отливки, поэтому команды могут получать металлические детали до того, как производственная оснастка будет заморожена. Он соединяет цифровой дизайн с отливкой прототипов; он не заменяет все аддитивные процессы в автомобилестроении и не печатает готовые металлические детали напрямую.
От итерации проекта до проверки отливки
1. Определите цель валидации
Решите, предназначена ли деталь для проверки упаковки, тестирования жидкостей, стендовых испытаний или проверки долговечности автомобиля. Цель устанавливает требования к сплавам, термической обработке, размерам, поверхности и неразрушающему контролю, а также уточняет, какие отклонения от будущего производственного маршрута являются приемлемыми.
2. Завершите разработку дизайна отливки.
Добавьте дополнительные размеры, чтобы компенсировать усадку отливки и последующую обработку, систему желобов для расплавленного металла, питатели отливок, вентиляционные отверстия и опоры для размещения стержней, а затем просмотрите заполнение и затвердевание. Если в будущей детали будет использоваться литье под давлением или другой процесс массового производства, задокументируйте ожидаемые различия в микроструктуре, поверхности и характеристиках.
3. Печать форм и стержней.
Проверяйте, разделяйте, нарезайте и размещайте данные о песке перед 3D-печатью, выборочно распыляя связующее вещество на порошок. Отредактированный файл можно распечатать снова, не перестраивая специальную форму для формования песчаных стержней, что является основным источником скорости итерации.
4. Готово и заливаем.
Очистите от порошка, отвердите, покройте, соберите стержни и закройте форму перед заливкой в утвержденный процесс. Убедитесь, что рыхлый песок удален со сложных путей и поддерживает хрупкие керны во время транспортировки.
5. Протестируйте и отправьте результаты обратно.
После удаления песка из затвердевшей отливки, термообработки и механической обработки проведите размерные, компьютерные или рентгенографические испытания, испытания на герметичность, текучесть, механические или стендовые испытания. Внесите результаты в следующую версию САПР и план отливки, чтобы создать настоящий цифровой итерационный цикл.
Соответствующий путь разработки см. в разделе роль и ограничения печати на песке в развитии гигакастинга.
Автомобильные задачи, соответствующие процессу
- масляные и охлаждающие каналы в картерах двигателя и трансмиссии;
- небольшие объемы образцов металла для электропривода, корпусов двигателей и тепловых систем;
- концепции шасси и конструкции до инвестиций в производственное оборудование;
- ограниченное количество запасных частей для классических автомобилей, испытательного оборудования или деталей, снятых с производства; и
- мостовое производство во время смены поставщика или ремонта оснастки.
Каждый случай должен оцениваться с учетом размера, песка и условий литья в рабочем процессе изготовления песчаных форм и стержней. Наш контрольный список приложений для автомобильной промышленности содержит больше примеров.
Быстрая итерация не означает пропуск инженерной проверки
Файл может измениться быстрее, чем инструмент, но каждая значительная редакция может изменить наполнение, усадку, деформацию или вентиляцию сердцевины. Изменения в каналах, толщине стенок, системе желобов из расплавленного металла или ориентации требуют пересмотра процесса. Автомобильным программам также необходимы отслеживаемые версии, материалы и отчеты об испытаниях, чтобы результаты разных прототипов не смешивались.
BYD расширила использование аддитивного производства для автомобильных образцов и дорожных испытаний, включая легкие кронштейны, корпуса аккумуляторов и компоненты терморегулирования. Аддитивные процессы на основе полимеров, металлов и песка служат различным задачам: полимер для формы и посадки, металлический AM для выбранных функциональных деталей и цифровые песчаные формы, где требуется отливка из настоящего сплава со сложными проходами.
От прототипов до производства мостов
Когда конструкция стабилизируется, но производственная оснастка еще не готова, печатные формы могут выдержать ограниченное количество мостов. Затем обзор меняется с «Как быстро мы сможем получить первую часть?» чтобы:
- принятая производительность за смену и оборот сборочной коробки;
- консистенция партии песка, связующего и покрытия;
- емкость для очистки, сборки форм, заливки и проверки;
- управление отличиями производительности от будущей производственной части; и
- объем, при котором традиционные или металлические инструменты должны взять верх.
Для стабильного массового производства использование обычной оснастки, литья под низким давлением или литья под давлением может обеспечить более низкую себестоимость единицы продукции. Цифровое пескоструйное производство создает ценность за счет более ранней проверки, сокращения предварительного набора инструментов и сохранения гибкости при небольших объемах.
Система 3D-печати песком SJ-1200 производит промышленные формы и стержни. Для автомобильного обзора предоставьте 3D-данные, сплав, цель испытания, количество и этап. Стратегия гибридного формования также может оказаться подходящей.
Часто задаваемые вопросы
Как 3D-печать песком используется в автомобильной промышленности?
Он создает литейные формы и стержни непосредственно на основе цифровых данных, предоставляя инженерам металлические прототипы для испытаний размеров, текучести, сборки, стендовых испытаний или испытаний на долговечность до того, как производственная оснастка будет завершена.
Требует ли изменение дизайна нового инструмента?
Цифровой файл обычно можно отредактировать и перепечатать без полной новой формы для формования песчаных стержней. Критические изменения геометрии по-прежнему требуют проверки процесса литья и качества.
Можно ли использовать его для компонентов двигателя, трансмиссии и электромобилей?
Можно оценить многие корпуса и жидкостные компоненты, но пригодность зависит от сплава, размера, каналов, целевых характеристик и испытаний. Не для каждой задачи автомобильной 3D-печати используется песчаный маршрут.
Может ли один процесс служить одновременно прототипам и производству мостов?
Да, но производство мостов требует более высокой производительности, согласованности, отслеживаемости и контроля затрат, а также определенной точки для перехода на производственную оснастку.
Какую информацию о проекте должна предоставить автомобильная команда?
Предоставьте модель отливки, сплав, требования к механической обработке и контролю, цель проверки, количество, план доработок и цель поставки, а также информацию о существующих дефектах и системе направляющих из расплавленного металла, если таковая имеется.