伝統(tǒng)的な鋳造業(yè)界では、砂型製作は常に生産性、コスト、複雑な構(gòu)造鋳物を形成する能力に影響する重要な側(cè)面でした。高精度、短納期、複雑な構(gòu)造の鋳物に対する市場(chǎng)の要求が高まる中、従來の手作業(yè)による鋳型造型や鋳型製作は、現(xiàn)代の製造要件を満たすことが難しくなっています。砂型3Dプリンターは、先進(jìn)的な積層造形技術(shù)として、複雑な砂型や中子を鋳型なしで直接プリントすることができ、生産サイクルを劇的に短縮し、コストを削減し、設(shè)計(jì)の自由度を高めます。この記事では、従來の鋳物工場(chǎng)が砂型3Dプリンティング技術(shù)の導(dǎo)入を検討して競(jìng)爭(zhēng)力を高め、生産プロセスを最適化し、効率的で正確な鋳物を求める市場(chǎng)の需要に応えるべき理由について見ていきます。以下は、鋳物工場(chǎng)のオーナーのためだけに書かれたものであり、あなたのインスピレーションになることを願(yuàn)っています。

鋳物工場(chǎng)の経営者として、このような狀況に遭遇することはよくあることですか？

--顧客は少量の試用部品をしたい、20萬に金型をして、注文の結(jié)果は50枚だけで、計(jì)算すると、金型の費(fèi)用は稼いだお金より多いことがわかり、注文をあきらめるしかない！
--顧客はハニカム構(gòu)造を持つ航空宇宙部品の注文を受け、従來の砂中子の組み立て誤差は部品サイズよりも大きく、スクラップになった鋳物を見つめるのは大きな頭痛の種だった！
--3D印刷で競(jìng)合他社は、よく知られている自動(dòng)車用バッテリーパックの受注を取り、獨(dú)自のオファーは、他の30%よりも低いか、入札を獲得していない、と最終的に私たちよりも速く、他の人の配信についてお問い合わせ2ヶ月、非常に無力！

--顧客は設(shè)計(jì)を変更するために移動(dòng)しない、スクラップ金型の300セット以上が倉庫に積み上げられ、アカウントをチェックすると、金型の在庫が利益の半年を占めていることが判明し、あまりにも痛みを味わう！

--顧客は複雑な構(gòu)造の作品を送り、価格は問題ではないと言ったが、評(píng)価は伝統(tǒng)的な鋳造プロセスは行うことができないことを発見し、このような高付加価値の注文を見て、唯一のあきらめることができる！

3Dプリンティング砂型鋳造技術(shù)を十分に理解していただくための記事です！

サンド3Dプリンティングとは？

サンド3Dプリンティングは比較的新しい技術(shù)で、簡(jiǎn)単に言えば、鋳物砂から特殊な材料を?qū)婴搐趣恕阜eみ上げる」積み木のようなものだ。

従來の砂型を作る方法では、型を作り、その型を使って形を作るという複雑な工程が必要な場(chǎng)合があり、非常に奇妙で複雑な形をした砂型を作りたい場(chǎng)合は特に難しく、コストもかかります。しかし、砂型3Dプリントは違います。設(shè)計(jì)された鋳物の3Dモデルのデータを3Dプリンターに入力すると、プリンターがモデルの形狀や構(gòu)造に従って、特殊な砂や砂のような材料を、層ごとに正確な方法で入れて結(jié)合し、ちょうど無數(shù)の非常に薄い「砂シート」を使って徐々に完全な砂型を作っていくようにします。この方法では、どんなに複雑な形狀であっても、コンピューターで設(shè)計(jì)さえできれば、プリントアウトすることができ、スピードはかなり速く、従來の方法のように複雑な型を作る必要がないため、時(shí)間とコストを大幅に節(jié)約することができる。

砂型3Dプリンタの原理

サンド3Dプリンティングは、通常バインダージェッティング（BJ）基本原則は以下の通り：

1. 砂を撒く印刷機(jī)は、特定の鋳物砂（珪砂、セラミック砂、コーテッドサンドなど）を印刷臺(tái)に均等に敷き詰めます。
2. スプレーバインダースプレーノズルは、コンピューターモデル（CADデータ）に従ってバインダーを正確に噴射し、砂粒同士を特定の領(lǐng)域で結(jié)合させる。
3. 何度も重ねるプラットフォームが降ろされ、砂が再び撒かれ、バインダーが噴霧され、硬化し、砂絵全體が完成するまで層ごとに成形される。
4. 再処理結(jié)合していないルースサンドの除去、印刷された砂型の硬化と洗浄。

3Dプリンターによる砂型鋳造が解決する中核的な問題とは？

それぞれの技術(shù)の存在や誕生には、必ず「使命」がある。一般に、特定の問題に対する解決策として知られる、市場(chǎng)の需要を満たすこと、これがその存在価値である。以下では、従來の鋳造で遭遇した茨の道を解決する砂の3Dプリンティング技術(shù)について、次のように考えてみたい：

• 複雑形狀部品の製造従來の砂型鋳造では、航空エンジンのブレード內(nèi)部の微細(xì)な冷卻水路のような複雑な形狀を正確に造形することは困難で、コストもかかる。3Dプリント砂は、デジタルモデルに基づいて複雑な形狀を簡(jiǎn)単に現(xiàn)実のものにすることができ、自動(dòng)車エンジンブロックの緻密な凹凸を持つ砂から、醫(yī)療機(jī)器の外殻の微妙なバイオニック構(gòu)造を持つ砂まで、完璧に表現(xiàn)することができる。
• 長い生産リードタイム従來の砂型鋳造は、鋳型の設(shè)計(jì)、鋳型の製造、鋳型のデバッグなどの長いプロセスを経る必要があり、大規(guī)模な鋳型の製造サイクルは數(shù)ヶ月を超えることが多い。新しい自動(dòng)車エンジンブロックの研究開発など、従來の鋳造金型のスクラップリメイクは少なくとも2週間、3D印刷砂は、新しいモデルの印刷の日に完了することができ、翌日には鋳造に入れることができます。
• コスト管理の難しさ3D印刷砂オンデマンド印刷、正確な砂、90%以上の材料利用率、廃棄物を削減します。印刷プロセスの高度な自動(dòng)化は、人件費(fèi)を削減することができます。ある小さな鋳物工場(chǎng)を例に取ると、年間生産能力5,000個(gè)の小型管継手鋳物で、3Dプリント砂の導(dǎo)入後、材料費(fèi)は年間15萬元削減され、人件費(fèi)は20萬元削減される。
• 鋳物の精度が低い鋳型の摩耗、パーティング面のフィッティングエラーによる伝統(tǒng)的な砂型は、鋳造サイズの偏差は、多くの場(chǎng)合、±1mm以上であり、その後の加工代、材料の無駄、および局所的な緩み、砂の巻き込みやその他の欠陥が発生しやすく、その結(jié)果、鋳物の不均一な機(jī)械的特性。 精密駆動(dòng)のデジタルモデルによる3D印刷砂型、±0.5mm以下の砂のサイズの精度は、砂の緩み不均一を避けるために、均一なコンパクトさを達(dá)成することができ、同時(shí)に、大幅に鋳物の信頼性の高い內(nèi)部品質(zhì)を確保するために、収縮穴、収縮を低減するために凝固プロセスを最適化します。同時(shí)に、凝固プロセスを最適化し、引け巣、引け緩みを大幅に低減し、鋳物の安定した信頼性の高い內(nèi)部品質(zhì)を確保する。
• 高い環(huán)境圧力3D印刷砂の生産、未使用の砂をリサイクルして再利用することができ、非常に少ない廃棄物、印刷プロセスは、有害ガスの排出量を削減し、ワークショップの環(huán)境を改善し、化學(xué)結(jié)合剤を大量に必要としない。統(tǒng)計(jì)によると、3D印刷砂を使用した後、鋳物工場(chǎng)の廃棄物排出量は80%以上削減され、粉塵、有害ガスの濃度は環(huán)境基準(zhǔn)に達(dá)しています。

鋳物工場(chǎng)は、砂型3Dプリンターを購入する必要があるかどうかをどのように評(píng)価するのでしょうか？

砂型3Dプリンターの価格は決して安くはなく（通常、サイズが大きくなるほど高価になる）、購入するには比較的慎重で、特に中小規(guī)模の鋳物工場(chǎng)が多い。上司が購入する必要があるかどうかを評(píng)価するために、私たちは伝統(tǒng)的な鋳物工場(chǎng)の上司に參考になるように、いくつかの評(píng)価ポイントを以下にまとめました：

生産要件

• 製品の複雑性鋳物工場(chǎng)が、航空エンジンのブレードや自動(dòng)車のシリンダーブロックなど、複雑な形狀や微細(xì)な構(gòu)造、內(nèi)部流路を持つ鋳物を製造することが多い場(chǎng)合、従來のプロセスの要件を満たすことは難しく、砂型3Dプリンターが優(yōu)位性を発揮できる。
• 生産規(guī)模と生産量小型の多品種鋳造の場(chǎng)合、砂型3Dプリンターは、金型を必要とせずに製品を迅速に切り替える柔軟性を提供し、コストとサイクルタイムを削減します。しかし、大規(guī)模な単一品種の鋳物では、従來のプロセスの方がコスト効率が高い場(chǎng)合があります。
• 納期要件砂型3Dプリンターはリードタイムを短縮し、顧客が厳しい納期スケジュールを設(shè)定している場(chǎng)合、迅速な注文対応を可能にする。

費(fèi)用対効果

• 設(shè)備投資砂型3Dプリンターの購入費(fèi)用、設(shè)置費(fèi)用、試運(yùn)転費(fèi)用、メンテナンス費(fèi)用などを考慮する必要がある。
• ランニングコスト印刷材料、エネルギー消費(fèi)、人件費(fèi)などを含む。従來の鋳造プロセスを比較し、長期的なランニングコストの高低を分析する。
• ポテンシャルゲイン製品品質(zhì)の向上、サイクルタイムの短縮、スクラップ率の低下など、砂型3Dプリンターを使用する潛在的なメリットを考えてみましょう。

技術(shù)力

• 従業(yè)員スキル既存の従業(yè)員が3Dプリンティング技術(shù)をどの程度習(xí)得しているかを評(píng)価し、専門家としてのトレーニングや採用が必要かどうかを判斷する。
• テクニカルサポート設(shè)置や試運(yùn)転、トレーニング、故障修理などのサービスがタイムリーで効果的かどうかを含め、機(jī)器サプライヤーの技術(shù)サポート能力を理解すること。

市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)

• 業(yè)界動(dòng)向もし競(jìng)合他社がすでにサンド3Dプリンティングを採用し、優(yōu)位に立っているのであれば、鋳物工場(chǎng)は競(jìng)爭(zhēng)力を維持するためにサンド3Dプリンティングの購入を検討する必要があるかもしれません。
• 顧客ニーズ砂型3Dプリンターの購入は、鋳物工場(chǎng)が製品の品質(zhì)と生産性を向上させ、市場(chǎng)での競(jìng)爭(zhēng)力を高めるために先進(jìn)技術(shù)を採用することを望む顧客のニーズを満たすのに役立つ。

環(huán)境要件

• 地域の環(huán)境保護(hù)要求が厳しい場(chǎng)合、従來の鋳造工程は廃砂処理や排ガス排出などの面で大きな圧力を受けている。砂型3Dプリンターは、材料の利用率が高く、廃棄物が少ないという利點(diǎn)があるため、企業(yè)が環(huán)境保護(hù)要求を満たすのに役立つ。

砂型3Dプリンターに必要な人材とは？

多くの伝統(tǒng)的な鋳造企業(yè)が3D印刷砂型鋳造関連の専門家が裝備されていない可能性があることを考慮し、我々は特別に労働者の位置は、スキルや通常の職務(wù)のどのような側(cè)面を持っている必要があります照合しているので、工場(chǎng)が參照を行うために募集しています。

プロフェッショナルの條件：

1. 機(jī)械工學(xué)、材料科學(xué)、鋳造工學(xué)、積層造形およびその他の関連職種；
2. サンド3Dプリンティング（バインダージェッティング）技術(shù)に精通し、関連機(jī)器の操作経験があることが望ましい；
3. の使用に関する専門知識(shí)CAD、3Dモデリング?ソフトウェア（SolidWorks、AutoCAD、Magicsなど）基本的なデータ処理能力を有する；
4. 鋳造プロセスを理解し、砂の材料特性、後処理プロセス、一般的な鋳造欠陥の分析に精通している；
5. 機(jī)器のメンテナンスやトラブルシューティングを行い、機(jī)器操作における一般的な問題を獨(dú)自に解決する能力；
6. チームプレーが得意で、鋳造エンジニアや製造チームと密接に協(xié)力し、製造プロセスを最適化できる；
7. 新しい技術(shù)を素早く理解する學(xué)習(xí)能力が高く、鋳造業(yè)界における積層造形の応用に強(qiáng)い関心を持つ。

仕事內(nèi)容

1. 持つサンド3Dプリンター機(jī)器の試運(yùn)転、印刷ジョブの実行、品質(zhì)管理などの日常業(yè)務(wù)；
2. CADモデルの最適化、スライス、印刷パラメータの設(shè)定など、3D印刷データの処理；
3. 印刷工程を監(jiān)督し、砂型の品質(zhì)が鋳造要件を満たしていること、必要な後処理（洗浄、硬化など）が実施されていることを確認(rèn)する；
4. 設(shè)備のメンテナンス、トラブルシューティング、印刷工程における問題解決などを擔(dān)當(dāng)し、設(shè)備の安定稼働を図る；
5. 鋳造技術(shù)チームと協(xié)力し、砂型を3Dプリントするプロセスを最適化し、鋳造品質(zhì)と生産効率を向上させる；
6. 鋳物製造における砂型3Dプリンティングの応用を継続的に改善するために、新しい材料やプロセスを研究?導(dǎo)入する；
7. 3Dプリンティング技術(shù)の社內(nèi)トレーニングを擔(dān)當(dāng)し、チーム全體の技術(shù)レベルを向上させる。

概要

要約すると、砂型3Dプリンティング技術(shù)は従來の鋳物工場(chǎng)に多くのチャンスと変化をもたらし、複雑な形狀の部品製造の問題、長い生産サイクル、コスト管理の難しさ、鋳造精度の悪さ、環(huán)境保護(hù)の圧力や一連の茨の道に直面している従來の鋳造プロセスを効果的に解決することができます。生産需要、費(fèi)用対効果、技術(shù)能力、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)、環(huán)境要件などの包括的な評(píng)価を通じて、鋳物工場(chǎng)の所有者は、より科學(xué)的かつ合理的に砂の3Dプリンタを?qū)毪工毪嗓Δ蚺袛啶工毪长趣扦蓼?。プロの技術(shù)者を裝備し、円滑な著陸の鋳物工場(chǎng)で、この技術(shù)を確保することであり、最大のパフォーマンスの鍵を果たしている。

競(jìng)爭(zhēng)が激化する鋳物市場(chǎng)では、積極的に変更を加える、新技術(shù)を受け入れるためのイニシアチブを取る、変革と企業(yè)のアップグレードと持続可能な発展を達(dá)成するための最初の機(jī)會(huì)をつかむことができるかもしれません。伝統(tǒng)的な鋳物工場(chǎng)にとって、砂の3D印刷技術(shù)は、技術(shù)の変化だけでなく、ボトルネックの開発のブレークスルーだけでなく、絶好の機(jī)會(huì)のコア競(jìng)爭(zhēng)力を向上させる。私は、すべての鋳物工場(chǎng)のボスが自分の企業(yè)の実際の狀況を組み合わせることができ、完全に企業(yè)の意思決定の長期的な発展に最も適したように、長所と短所を比較検討することを願(yuàn)っています。