Lợi ích của in 3D trong ngành đúc kim loại

Với chi phí cao liên quan đến việc sản xuất dụng cụ như khuôn, lõi và hoa văn, in 3D là một giải pháp thay thế cho việc sản xuất dụng cụ thông thường với các quy trình đúc kim loại. Do đó, các xưởng đúc đang ngày càng áp dụng in 3D vào quy trình làm việc của họ nhiều hơn, cùng 3D CUBE tìm hiểu ngay.

1. Những hạn chế hiện có của đúc kim loại

Các xưởng đúc dựa vào một số quy trình đúc kim loại, trong đó đúc khuôn, đúc cát,…được sử dụng phổ biến nhất. Tuy nhiên, phương pháp này vẫn có một số hạn chế nhất định, bao gồm:

Chi phí cao: Việc tạo ra các khuôn đúc vô cùng tốn kém. Điều này có nghĩa là đối với các hoạt động sản xuất vừa và nhỏ, chi phí khuôn cao làm giá thành sản phẩm tăng dẫn đến khó để bán sản phẩm đi nhiều nơi.

Sử dụng nhiều lao động: Vì các loại khuôn thường được sản xuất thủ công, quy trình sử dụng nhiều lao động có thể dẫn đến thời gian thực hiện lâu lên đến vài tháng.

Đúc kim loại

Để khắc phục những hạn chế này và duy trì lợi thế cạnh tranh, các xưởng đúc phải tìm kiếm những cách thức sáng tạo để sản xuất khuôn đúc kim loại - đó là lúc in 3D phát huy tác dụng.

Xem ngay: Máy in 3D mini giá rẻ? Địa chỉ mua máy in 3D giá rẻ 2022

2. Lợi ích của in 3D trong ngành đúc kim loại

Ưu điểm của in 3D là quá vượt trội - không cần phay CNC hoặc các công cụ khác có thể làm tăng chi phí. In 3D lý tưởng cho các công việc đúc khối lượng thấp, phức tạp cao, tạo điều kiện thuận lợi hơn cho việc tự do thiết kế và tiết kiệm chi phí trong sản xuất khuôn mẫu và khuôn mẫu.

In 3D kim loại

Công nghệ in 3D có thể giúp bỏ qua các công đoạn tốn kém và mất thời gian của việc tạo ra các mẫu, lõi và khuôn, cho phép tính linh hoạt và hiệu quả chi phí cao hơn cho các sản phẩm có khối lượng thấp, phức tạp cao.

Với in 3D - và đặc biệt là in 3D kim loại - đối mặt với tốc độ phát triển nhanh chóng, điều quan trọng là các xưởng đúc phải tiếp tục hiện đại hóa với in 3D. Điều này sẽ giúp khắc phục những hạn chế của các phương pháp hiện có và duy trì tính cạnh tranh trong bối cảnh sản xuất luôn thay đổi.

Xem ngay: Xây nhà bằng công nghệ in 3D - Ứng dụng vượt trội của in 3D

3. Một số ví dụ về cách in 3D có thể được tích hợp vào quy trình đúc

Sản xuất khuôn in 3D

Ra đời từ thế kỷ 19, đúc khuôn dùng để chỉ quá trình đổ kim loại nóng chảy dưới áp suất cao vào trong lòng khuôn để sản xuất các bộ phận kim loại.

Một trong những khó khăn chính của quá trình đúc khuôn là thiết kế các kênh làm mát, được sử dụng để ngăn chặn quá trình quá nhiệt của khuôn và kiểm soát quá trình đông đặc của vật đúc.

Với phương pháp sản xuất thông thường, các kênh này thường được gia công theo đường thẳng dẫn đến quá trình làm nguội chậm hơn và không đồng đều. Kết quả là, công cụ có thể bị biến dạng và tuổi thọ của nó sẽ giảm đáng kể. Ngoài ra, việc tản nhiệt bị thiếu hụt một phần dẫn đến thời gian làm mát lâu cho các sản phẩm được sản xuất.

Với các kỹ thuật in 3D kim loại như DMLS hoặc SLM, chúng ta có thể tích hợp các kênh làm mát có độ phức tạp bất kỳ vào thiết kế của khuôn.

Do đó, in 3D để đúc khuôn mang lại một số lợi ích, bao gồm:

Tính linh hoạt trong thiết kế. Ví dụ: hình học phức tạp, cấu trúc bên trong và khoang

Quá trình làm mát nhanh hơn và đều hơn
Tuổi thọ kéo dài của một công cụ
Tăng hiệu suất

In 3D cho các mẫu đúc nhựa

Theo truyền thống, những mẫu này được ép phun. Tuy nhiên, chi phí của khuôn ép rất cao với thời gian để làm khuôn từ một đến bốn tuần. Điều này làm cho việc tạo khuôn không khả thi về mặt kinh tế đối với sản xuất loạt nhỏ hoặc sản phẩm một lần.

Mẫu SLA rỗng, giảm lượng vật liệu bị đốt cháy

Các mẫu in 3D trên chất liệu phù hợp để đầu tư đúc. Ví dụ, SLA dùng để tạo ra các mẫu bằng cách sử dụng tia laser UV đóng rắn các lớp nhựa mỏng.

Sử dụng in 3D để đúc đầu tư có thể giúp:

Giảm thời gian dẫn từ vài tuần xuống còn vài ngày
Loại bỏ chi phí dụng cụ cao
Giúp các nhà thiết kế dễ dàng thiết kế các mẫu có độ phức tạp cao.

Máy in 3D đã phát triển các vật liệu có thể in 3D đặc biệt để đúc, bao gồm sáp, nhựa đúc và một số chất dẻo nhiệt, dựa trên PLA và ABS .

Những vật liệu này thường được sử dụng với công nghệ SLA (nhựa) và FDM (nhựa), tạo ra các mẫu có độ chính xác cao với các đặc tính đốt cháy tuyệt vời.

Khuôn và lõi cát in 3D

Đúc cát là một kỹ thuật tạo hình kim loại khác được chuyển đổi bằng cách in 3D. Thông thường, quy trình đúc cát liên quan đến việc tạo ra một vật thể từ kim loại nóng chảy bằng cách sử dụng cát làm khuôn. Các khoang khuôn được tạo ra bằng cách nhồi cát thủ công xung quanh một mẫu thiết kế.

Lõi đúc cát với hình học phức tạp

Thiết kế đúc thường yêu cầu các lõi được đặt vào khuôn để tạo ra các đường viền bên trong của vật đúc. In 3D có thể đơn giản hóa quá trình này bằng cách tạo khuôn và lõi cát trực tiếp từ các tệp CAD, bỏ qua các bước tạo mẫu và lõi.

Cũng giống như các mẫu in 3D để đúc nhựa, khuôn và lõi cát in 3D là một quá trình tự động, không cần thao tác. Điều này có nghĩa là chi phí công cụ và nhân công làm tăng giá đúc kim loại được giảm xuống đáng kể.

Các lợi ích khác của in 3D cho khuôn và lõi cát bao gồm: