복잡한 주조품의 내부 형상은 외부보다 제조하기가 더 어려운 경우가 많습니다. 기존의 중자는 중자 성형 금형을 남겨 두어야 하므로 개방 방향, 금형 분리 테이퍼, 금형 파팅 라인 및 접근을 고려하여 설계해야 합니다. 권선 통로 또는 교차 공동은 여러 개의 중자로 분할될 수 있으며 중자 위치 지정 지지대, 접착제 및 고정 장치로 조립될 수 있습니다. 중자가 추가될 때마다 툴링, 핸들링 및 위치 제어가 추가되며 조인트에 공차 누적 또는 핀이 발생할 수 있습니다.
모래 3D 프린팅은 실제 중자 성형 금형에서 중자를 추출하지 않고 디지털 파일에서 직접 중자를 형성합니다. 엔지니어는 분할을 재검토하고 선택된 중자 성형 금형을 제거하며 여러 기존 중자를 더 적은 수의 인쇄 부품으로 결합할 수 있습니다. 디자인의 자유는 공정 규칙을 제거하지 않습니다. 인쇄, 분말 제거, 취급, 붓기 및 응고된 주물의 모래 제거에는 여전히 한계가 있습니다.
기존 중자가 분할되는 이유
중자 성형 주형은 기계 가공, 충전, 경화 및 개방이 가능해야 합니다. 언더컷, 닫힌 표면 및 교차 통로에는 새로운 분할 또는 느슨한 조각이 필요한 경우가 많습니다. 큰 중자는 무게와 핸들링 강도로 인해 분할될 수도 있습니다. 분할은 본질적으로 잘못된 것이 아닙니다. 성숙한 중자 레이아웃은 안정성과 유지 관리를 향상시킬 수 있습니다. 툴링 투자, 사이클 타임, 조립, 접착 조인트 및 위치 오류가 누적되면 제약이 됩니다.
하이브리드 접근 방식은 인쇄된 중자를 사용한 기존 성형에 설명되어 있습니다.
중자 통합으로 개선할 수 있는 것
기존의 드로우가 없으면 중자박스 제조에만 추가되는 몰드 파팅 라인과 몰드 이형 테이퍼가 줄어들 수 있습니다. 인접한 중자를 연결할 수 있으며 위치, 지지, 환기 또는 오류 방지 기능을 디지털 모델에 설계할 수 있습니다.
- 설계, 기계 가공, 저장 및 유지 관리에 필요한 중자 성형 금형의 수가 적습니다.
- 수동 조립, 접착 및 고정 작업이 줄어듭니다.
- 더 낮은 누적 위치 오류;
- 내부 조인트 및 불일치 단계가 적습니다.
- 더욱 연속적인 곡선과 유기적인 통로; 그리고
- 디지털 디자인 업데이트 후 더 빠른 준비.
이는 디지털 금형 및 핵심 애플리케이션을 위한 우선적인 기회입니다.
통합으로 인해 발생하는 새로운 위험
통합된 중자는 더 무겁고, 더 깨지기 쉬우며, 청소하기 더 어려울 수 있습니다. 모든 밀폐된 구역에는 느슨한 모래를 배출할 배출구가 필요하고, 길고 좁은 통로에는 검증 가능한 청소 방법이 필요합니다. 가느다란 캔틸레버는 취급 중에 임시 지원이 필요할 수 있습니다. 붓는 데에는 부력, 뒤틀림, 가스 및 붕괴 가능성에 대한 검토가 필요합니다.
- 느슨한 모래가 모든 내부 영역을 떠날 수 있습니까?
- 얇은 부분이 인쇄 및 취급에 충분히 강합니까?
- 기존 리프팅 및 조립 장비가 무게를 감당할 수 있습니까?
- 가스 트랩 없이 배출 경로가 연속되어 있습니까?
- 타설 후 주물에서 중자를 제거할 수 있습니까?
- 중요 치수에 측정 가능한 기준점과 검사 계획이 있습니까?
최상의 솔루션이 항상 단일 중자인 것은 아닙니다. 10개가 넘는 기존 중자를 관리 가능한 인쇄 모듈 2~3개로 줄이면 총 위험이 가장 낮아질 수 있습니다.
Grede와 Matthews의 예
Grede Iron Mountain은 여러 개의 기존 중자를 하나의 인쇄 부품으로 통합하고 값비싼 중자 성형 금형을 제거하고 에너지 및 조립 시간을 줄였으며 생산성을 40% 향상시킨 것으로 알려졌습니다. 작업자는 반복적인 멀티 중자 조립에서 더 높은 가치의 기계, 프로세스 및 품질 작업으로 전환했습니다.
Matthews International은 인쇄된 모래를 사용하여 기존 패턴 철수에 필요한 이형 테이퍼를 제거하고 상세하고 복잡한 앵커 주조를 구현했습니다. 이 프로젝트는 2024 AFS 캐스팅 공모전에서 인정을 받았습니다. 두 가지 예는 통합과 툴링 기반 형상 제거의 실질적인 가치를 보여줍니다.
운영 상황에 대해서는 장기 샌드 프린터 사례 연구를 참조하세요.
구배를 없애도 주조 설계 요건은 유지됩니다
인쇄된 중자는 중자 성형 금형에서 추출할 필요가 없지만 금속 흐름과 응고는 변하지 않습니다. 얇은 금속 벽, 날카로운 모서리, 고립된 핫스팟 및 열악한 흐름 경로는 여전히 콜드 셧, 수축, 뒤틀림 또는 청소 문제를 일으킬 수 있습니다. 시뮬레이션, 프로세스 경험 및 검사 기능과 함께 설계 자유도를 활용하십시오.
모든 공정에 보편적인 최소 통로 또는 중자 두께가 적용되지 않습니다. 입자 크기, 층 두께, 바인더, 방향, 길이, 청소 도구 및 주입 합금 모두가 기여합니다. 기계 해상도를 캐스팅 가능한 기능 사양으로 처리하는 대신 대표 샘플을 검증합니다.
핵심 통합 프로젝트를 실행하는 방법
- 현재 중자, 중자 성형 금형, 조립 단계 및 주요 결함을 매핑합니다.
- 주조품의 기능이 아니라 분할면과 이형 구배 때문에 추가된 형상 요소를 파악합니다.
- 여러 통합 개념을 개발하고 청소, 취급 및 환기를 비교합니다.
- 대표적인 섹션이나 첫 번째 기사를 인쇄하고 강도와 치수를 확인합니다.
- 주조 시험을 실행하고 통로, 핀, 함유물, 가스 및 청소를 검사합니다.
- 결과로부터 데이터, 매개변수 및 검사 표준을 동결합니다.
SJ-1200 모래 3D 프린팅 시스템은 복잡한 금형과 중자를 생산할 수 있습니다. 멀티 중자 조립이 반복되는 문제인 경우 통합 검토를 위해 중자 데이터와 현재 프로세스를 보내주세요. 그런 다음 분말 작업 흐름에 바인더를 선택적으로 분사하여 완전한 3D 프린팅을 읽어보세요.
자주 묻는 질문
여러 개의 기존 중자가 하나의 인쇄 중자가 될 수 있습니까?
종종 그 수를 줄일 수 있지만, 한 조각이 항상 최적인 것은 아닙니다. 세척, 취급, 배기, 강도, 주형 조립 및 응고된 주물에서 모래 제거를 함께 검토해야 합니다.
3D 프린팅 중자에도 이형 구배가 필요한가요?
3D 프린팅 중자는 중자 금형에서 빼내지 않으므로, 금형 제작 때문에 필요했던 이형 구배의 상당 부분을 없앨 수 있습니다. 다만 용탕 흐름, 기계가공 또는 검사에 필요한 기울기는 유지해야 할 수 있습니다.
내부 통로는 얼마나 작을 수 있나요?
프로세스 독립적인 대답은 없습니다. 곡물, 기계, 통로 길이 및 방향, 바인더, 청소 및 합금 모두 중요합니다. 대표적인 시험으로 한계를 확인하세요.
압밀은 치수 정확도에 어떤 영향을 미칩니까?
조인트 수가 적으면 쌓임과 불일치가 줄어들 수 있지만, 중자가 크면 취급이나 붓는 동안 왜곡될 수 있습니다. 데이텀, 지원 및 검사는 설계와 함께 발전해야 합니다.
어떤 디자인 규칙이 여전히 적용됩니까?
최소 벽 두께, 청소 배출구, 통풍구, 취급 강도, 중자 위치, 금속 충진, 핫스팟, 붕괴 가능성 및 주조 후 청소가 모두 유지됩니다. 프린팅은 파운드리 물리학이 아닌 중자박스 제한을 제거합니다.