A digitalização da fundição não precisa começar com a substituição de uma linha convencional inteira. Muitas plantas já possuem padrões externos eficientes; a verdadeira restrição é uma cavidade complexa, desenvolvimento de caixa de macho ou montagem de vários machos. Manter o molde externo convencional e imprimir apenas os machos difíceis pode ser uma forma mais transparente e de menor risco de introduzir a manufatura aditiva.
Este modelo híbrido combina um processo maduro e eficiente e uma fabricação digital sem ferramentas na mesma fundição. Os dados do mercado global de impressão 3D citados na fonte colocam o mercado de 2024 próximo dos 21,9 mil milhões de dólares e o mercado da China acima dos 50 mil milhões de RMB. As aplicações aeroespaciais, médicas e automotivas representaram quase metade do uso downstream em uma análise de 2021, com a indústria aeroespacial representando cerca de 58% do uso industrial de AM na China. A adoção híbrida permite que as fundições lidem com trabalhos de alto valor, complexos e de baixo volume sem reconstruir todos os processos de uma só vez.
Por que imprimir apenas o macho?
Linhas automatizadas ou semiautomáticas podem fabricar um molde externo simples rapidamente em volume estável, as ferramentas existentes podem ser totalmente amortizadas e os operadores entendem seus controles de qualidade. Imprimir esse molde pode agregar pouco valor. Machos internos podem exigir diversas caixas, peças soltas e montagem. Imprimir os elementos de alta complexidade pode:
- evitar ou reduzir investimentos complexos em core-box;
- mudanças de velocidade no óleo, líquido refrigerante e superfícies internas;
- consolidar machos e reduzir trabalhos de colagem e localização;
- manter a capacidade existente de moldagem, vazamento e mão de obra; e
- concentre a capacidade limitada da impressora onde ela cria mais valor.
Consulte consolidação principal e otimização de montagem.
Gerenciando a interface
O molde convencional e o macho impresso provêm de processos diferentes, mas devem compartilhar dados, regras de contração e controle de revisão. suportes de localização de macho, superfícies de localização, folgas, fixação e ventilação precisam de verificação de primeiro artigo.
- materiais e lotes utilizados para molde e macho;
- sistemas de coordenadas, fatores de contração e dados de inspeção;
- dimensões da impressão central, folga de montagem e curativos permitidos;
- revestimento, secagem, armazenamento e tempo máximo de espera;
- direção de montagem, ferramentas de elevação e identificação à prova de erros; e
- sincronização de ambos os conjuntos de dados após uma alteração no projeto.
O desgaste da ferramenta com um macho inalterado – ou um macho revisado em relação a um padrão antigo – pode produzir incompatibilidade. Arquivos digitais e ferramentas físicas pertencem ao mesmo processo de mudança.
Volume de produção adequado
Não há quantidade superior fixa. A moldagem híbrida funciona bem para famílias de produtos com exterior repetido e geometria interna variada, ou volumes que justificam manter uma ferramenta externa eficiente enquanto um molde complexo de formação de macho de areia permanece muito caro. Para muito poucas peças fundidas de desenvolvimento, a impressão do molde e do macho pode ser mais rápida. Em alto volume estável, um molde de formação de macho de areia maduro ou um processo automatizado de fabricação de macho pode ter custo unitário mais baixo. Compare o custo da caixa principal, o tempo de montagem, a impressão, os defeitos e a frequência de alterações usando a estrutura de custo e ROI.
Compatibilidade de material e fundição
O macho impresso e o molde convencional podem utilizar diferentes areias e ligantes. Avalie gás, resistência, expansão térmica, colapsabilidade e compatibilidade de revestimento. Um macho excessivamente forte pode dificultar a remoção de areia da peça fundida solidificada, e uma diferença de gás pode alterar o risco de porosidade. Os primeiros testes devem examinar as aletas na interface, inclusões, defeitos de gás, dimensões e limpeza interna. A produção híbrida continua fazendo parte do processo de molde e macho, exigindo feedback entre as equipes de design, impressão e fundição.
Sequência de introdução recomendada
- Encontre peças atuais com alto custo de caixa central, montagem extensa ou mudanças frequentes.
- Mantenha o molde externo maduro e redesenhe o macho impresso e a interface.
- Imprima uma seção representativa ou primeiro conjunto e verifique a montagem, revestimento e manuseio.
- Faça um teste e inspecione a cavidade, dimensões e defeitos.
- Meça o custo e o tempo de ciclo da rota completa.
- Expanda para partes relacionadas depois que o processo estiver estável.
O SJ-1200 pode produzir machos complexos para uma rota híbrida. Compartilhe seu molde externo, dados principais e problemas de montagem para uma avaliação e revise a lista de verificação de preparação da fundição.
Perguntas frequentes
O que é um processo híbrido de fundição em areia?
Ele combina rotas de fabricação em uma única peça fundida, como um molde externo convencional e um macho interno complexo impresso em 3D, seguido de montagem e vazamento normais.
Por que não imprimir o molde completo?
Se o exterior for simples, o volume for estável e as ferramentas existentes forem altamente eficientes, a impressão agregará pouco valor econômico. Imprimir apenas o macho difícil visa a restrição.
Um macho impresso pode ser instalado em um molde convencional?
Sim, depois de validar os suportes de localização do macho, localização, folga, materiais, revestimento, ventilação e resistência de montagem em relação aos dados e revisões comuns.
Quais quantidades são adequadas à produção híbrida?
Não existe um número universal. Muitas vezes é atraente para exteriores repetidos e interiores complexos ou mutáveis com volume baixo ou médio.
Como as tolerâncias são gerenciadas na interface?
Use um sistema de coordenadas e redução, especifique a impressão do macho e a inspeção de liberação e sincronize os registros de ferramentas digitais e físicas após cada alteração no projeto.