Gigacasting rediseña muchas piezas estampadas, soldadas o ensambladas como una pieza fundida más grande. Un menor número de piezas y uniones también concentra el riesgo de fabricación en un solo componente: los cambios de diseño, la fabricación de herramientas, la combinación de prensas, el llenado, la solidificación, la distorsión, la reparación y los desechos se vuelven más importantes.
La parte inferior trasera del Tesla Model Y es un ejemplo bien conocido, que consolida una estructura de más de 70 piezas estampadas y soldadas en una gran pieza fundida. Esa concentración de riesgos es la razón por la que la geometría, el mecanizado y el ensamblaje necesitan una validación rápida en las primeras etapas del desarrollo.
Los moldes de arena impresos pueden proporcionar una ruta de fundición flexible durante ese desarrollo, pero no crean las matrices metálicas utilizadas para la fundición a presión de gran volumen. La presión, la velocidad de enfriamiento, la superficie, la microestructura, la capacidad dimensional y el tiempo del ciclo son diferentes.
Tres conceptos que deben permanecer separados
Molde de arena impreso en 3D
Una impresión 3D que inyecta selectivamente aglutinante en una máquina de polvo esparce arena y deposita selectivamente el aglutinante para producir un molde o macho de arena desechable. Es adecuado para trabajos complejos, de bajo volumen y sin herramientas.
Fundición en arena
El metal fundido llena un molde de arena por gravedad o en condiciones asistidas. El molde se rompe después del enfriamiento. Son posibles piezas grandes y complejas, pero la superficie, la tolerancia, el espesor de la pared y la microestructura difieren de la fundición a presión a alta presión.
Gigacasting de alta presión
Una máquina de fundición a presión muy grande inyecta metal en una matriz de metal de precisión a alta velocidad y presión para una producción repetida rápida. El enfriamiento, la expulsión y la vida útil de la herramienta están diseñados en el troquel. La arena impresa no puede sustituirla.
Tareas de desarrollo de arena impresa.
Embalaje y montaje
Una pieza de metal fundido en arena cerca de la envolvente objetivo puede comprobar el espacio del vehículo, los datos de mecanizado y el montaje. Identificar dimensiones influenciadas por el proceso del prototipo.
Comparando conceptos de diseño
Antes de congelar el diseño, las nervaduras, paredes, juntas y detalles locales se pueden revisar en el archivo y refundir sin modificar repetidamente un troquel grande.
Viabilidad de fundición y mecanizado.
Una prueba puede revelar riesgos de llenado, distorsión, fijación e inspección. Debido a que la arena y la fundición a presión se llenan y enfrían de manera diferente, no pueden reemplazar la simulación de fundición a presión ni las pruebas de fundición.
Mostrar piezas y piezas de puente limitadas
Antes de que las herramientas de producción estén listas, la fundición en arena puede suministrar piezas de visualización, ensamblaje o validación seleccionadas. El equipo de calidad del programa debe aprobar cualquier uso vial o relacionado con la seguridad.
Consulte prototipo automotriz y fundición de bajo volumen para conocer un flujo de trabajo más amplio.
Lo que no puede reemplazar
La arena impresa no puede validar el tiempo del ciclo de producción de fundición a presión, la vida útil de la matriz, la pulverización y liberación, el rendimiento del vacío, los parámetros de inyección o el equilibrio térmico, y no puede reproducir automáticamente la microestructura y las propiedades mecánicas de la fundición a presión. Un molde imprimible de gran tamaño aún necesita manipulación, ensamblaje, vertido y control dimensional de ingeniería.
En lugar de decir que la impresión 3D al inyectar selectivamente aglutinante sobre polvo construye directamente una gran pieza de chasis de automóvil, diga precisamente que construye el molde de arena utilizado para fundir una pieza de desarrollo. Nuestra guía de aplicaciones para automóviles ofrece más ejemplos.
Transición a herramientas de producción
- ¿Está congelada la definición de geometría e interfaz?
- ¿Qué preguntas de ingeniería respondieron las pruebas de fundición en arena?
- ¿Qué propiedades requieren confirmación en una muestra de fundición a presión de producción?
- ¿Cuál es el cronograma de diseño, construcción y prueba de matrices?
- ¿Cómo se mantendrán distintos los datos e informes de prototipos y de producción?
- ¿Cómo se sincronizarán los cambios de diseño en ambos procesos?
Una vez que el troquel de producción está activo, la arena impresa aún puede respaldar estudios independientes, conceptos de reparación y derivados de bajo volumen sin eludir el control formal de cambios de producción.
Revise el proceso completo del molde de arena y del macho. La SJ-1200 produce moldes y machos, no matrices de fundición a presión. Para una fundición de desarrollo grande, proporcione la envolvente de la pieza, la aleación, la cantidad y el objetivo de validación. La producción híbrida se trata en nuestra guía relacionada.
Preguntas frecuentes
¿Puede un molde de arena impreso reemplazar un molde de fundición a presión?
No. Un molde de arena es desechable; una matriz es una herramienta metálica diseñada para ciclos térmicos repetidos de alta presión y alta velocidad.
¿Dónde encaja la impresión con arena en el desarrollo del gigacasting?
Antes de congelar el troquel grande, puede proporcionar algunas piezas fundidas en arena para embalaje, ensamblaje, mecanizado y comprobaciones seleccionadas de riesgos de diseño.
¿Puede validar unos bajos de una sola pieza?
Puede responder algunas preguntas funcionales y de geometría. La superficie, la tolerancia, la microestructura y el rendimiento difieren, por lo que las conclusiones de producción y seguridad requieren el proceso de fundición a presión objetivo.
¿En qué se diferencian la fundición en arena y la fundición a presión?
La presión de llenado, el enfriamiento, el material del molde y el acabado difieren, afectando la tolerancia, la superficie, la pared mínima, la porosidad y el comportamiento mecánico.
¿Cuándo debería pasar un proyecto a herramientas de producción?
Cuando la geometría está sustancialmente congelada, se han abordado los principales riesgos y los planes de volumen y de negocios son claros, se completa la herramienta de producción objetivo y se revalidan las propiedades clave.