自動車開発は急速に進んでいますが、鋳造の検証には依然として実際の合金、肉厚、熱処理、機械加工が含まれます。ポリマープロトタイプは外観とフィット感には役立ちますが、構造、熱、密閉、耐久性のテストでは金属鋳造に代わることはできません。パターンと砂中子成形金型を待っていると、エンジン、トランスミッション、電気駆動、熱管理、およびシャーシの鋳造の反復が遅くなる可能性があります。
サンド 3D プリンティングでは、鋳造データから直接モールドと中子を作成できるため、チームは生産ツールが凍結される前に金属部品を入手できます。デジタル設計とプロトタイプの鋳造を結び付けます。すべての自動車添加剤プロセスを置き換えたり、最終金属コンポーネントを直接印刷したりするわけではありません。
設計の反復から鋳造の検証まで
1. 検証の目的を定義する
部品がパッケージチェック、流体テスト、ベンチテスト、または車両の耐久性のいずれを目的とするかを決定します。この目標では、合金、熱処理、寸法、表面、NDT の要件を設定し、将来の生産ルートとのどの差異が許容されるかを明確にします。
2. 鋳造設計を完了する
鋳物の収縮とその後の機械加工、溶融金属ランナー システム、鋳物フィーダー、ベント、中子位置決めサポートを補正するために寸法を追加し、充填と凝固を確認します。将来の部品でダイカストまたは別の量産プロセスが使用される場合は、微細構造、表面、性能の予想される違いを文書化してください。
3. プリントモールドと中子
3D プリントの前に、粉末上にバインダーを選択的に噴射して、砂データを検査、分割、スライス、ネストします。修正されたファイルは、専用の砂中子成形型を再構築することなく再度印刷できます。これが反復速度の主な要因です。
4.仕上げて注ぐ
承認されたプロセスに流し込む前に、粉末の除去、硬化、コーティング、中子の組み立てを行い、金型を閉じます。複雑な経路から緩んだ砂が取り除かれていることを確認し、取り扱い中に壊れやすい中子をサポートします。
5. テストと結果のフィードバック
凝固した鋳物から砂を除去し、熱処理および機械加工を行った後、寸法検査、CT 検査または X 線検査、漏れ検査、流れ検査、機械検査または台上検査を実行します。結果を次の CAD リビジョンと鋳造計画にフィードして、真のデジタル反復ループを作成します。
関連する開発ルートについては、ギガキャスティング開発におけるサンド プリントの役割と限界を参照してください。
プロセスに適した自動車タスク
- エンジンとトランスミッションのハウジング内のオイルと冷却液の通路。
- e-ドライブ、モーターハウジング、サーマルシステム用の少量の金属サンプル。
- 生産ツールへの投資前のシャーシと構造コンセプト。
- クラシック車両、テスト機器、または製造中止された部品の限られたスペア。そして
- サプライヤーの移行中または工具の修理中のブリッジの生産。
各ケースは、砂型と中子のワークフローのサイズ、砂、鋳造条件に照らして評価する必要があります。弊社の自動車用途チェックリストでは、さらに多くの例を取り上げています。
高速イテレーションはエンジニアリング検証をスキップすることを意味するものではありません
ファイルはツールよりも早く変更できますが、重要な改訂が行われるたびに、充填、収縮、歪み、または中子の通気が変更される可能性があります。通路、壁の厚さ、溶融金属ランナー システムまたは方向を変更すると、新たなプロセスの見直しが必要になります。自動車プログラムには、異なるプロトタイプの結果が混在しないように、追跡可能な改訂、材料、テストレポートも必要です。
BYD は、軽量ブラケット、バッテリー ハウジング、熱管理コンポーネントなど、自動車のサンプルや路上テスト検証のための積層造形の利用を拡大しています。ポリマー、金属、砂ベースの添加剤プロセスは、形状とフィットのためのポリマー、選択された機能部品のための金属 AM、複雑な通路を備えた本物の合金鋳造が必要なデジタル砂型など、さまざまな役割を果たします。
試作から橋梁製作まで
設計は安定しているが、生産ツールの準備ができていない場合、プリントされたモールドでサポートできるブリッジの数量は限られています。その後、レビューは「最初の部分をどれくらい早く入手できるか?」から変わります。に:
- シフトごとに受け入れられる出力とビルドボックスのターンアラウンド。
- 砂、バインダー、コーティングのロットの一貫性。
- 洗浄、金型の組み立て、注入および検査の能力。
- 将来の本番部分とのパフォーマンスの差異の管理。そして
- 従来型または金属製の工具が引き継ぐべき量。
安定した量産を実現するには、従来の金型、低圧鋳造またはダイカストの方が単価が安くなる場合があります。デジタルサンドは、早期に検証し、事前のツールを削減し、少量の柔軟性を維持することで価値を生み出します。
SJ-1200 サンド 3D プリント システム は、工業用モールドと中子を製造します。自動車レビューの場合は、3D データ、合金、テスト目的、数量、マイルストーンを提供します。 ハイブリッド成形戦略も適切な場合があります。
よくある質問
サンド 3D プリンティングは自動車開発にどのように使用されますか?
デジタル データから直接鋳型と中子を作成し、製造ツールが完成する前に、エンジニアに寸法、流れ、組み立て、ベンチまたは耐久性のテスト用の金属プロトタイプを提供します。
設計変更には新しいツールが必要ですか?
デジタル ファイルは通常、完全に新しい砂中子成形型を用意しなくても修正および再印刷できます。重要な形状変更には依然として鋳造プロセスと品質のレビューが必要です。
エンジン、トランスミッション、EV部品に使用できますか?
多くのハウジングと流体コンポーネントを評価できますが、適合性は合金、サイズ、通路、ターゲットの性能、およびテストによって異なります。すべての自動車 3D プリント タスクが砂のルートを使用するわけではありません。
1 つのプロセスでプロトタイプとブリッジ生産の両方に対応できますか?
はい、ただし、橋梁の生産には、より厳しい生産能力、一貫性、トレーサビリティ、コスト管理が必要であり、さらに生産ツールに切り替えるための明確なポイントが必要です。
自動車チームはどのようなプロジェクト情報を提供する必要がありますか?
鋳造モデル、合金、機械加工および検査の要件、検証の目的、数量、改訂計画および納期目標に加えて、既存の欠陥および可能な場合は溶融金属ランナー システムの情報を提供します。