Использование 3D принтера для отливки алюминиевого коллектора

Подписаться на 3Dtoday
cvetmir3d
Идет загрузка
Загрузка
18.10.18
2450
7
печатает на Raise3D Pro2
Применение
24
Статья относится к принтерам:
Raise3D Pro2 Plus Raise3D N2 Plus Dual
Всем привет!

Благодаря применению 3D печати в литьевом производстве можно в значительной степени сократить трудозатраты и расходы. Изготовление мастер-моделей, форм и шаблонов является одним из наиболее очевидных способов применения, хотя многие все еще изготавливают их вручную из дерева.
Делимся с вами новым кейсом по отливке коллектора для пожарной машины с помощью негативной формы и мастер-модели, напечатанных на 3D принтере.

Чтобы заменить водяной коллектор на раритетной пожарной машине Dennis 1913-го года, участник форума Raise3D Caxton3D создал CAD-модель, а потом отлил в песчаной форме эту деталь из алюминия, которую очень проблематично заменить иным способом. Использовать сварку для ремонта алюминиевого коллектора такого возраста было рискованно, поэтому литье стало единственным решением для восстановления детали. Сам процесс литья имеет ряд нюансов, которые необходимо было учесть, например, усадку металлических деталей в процессе охлаждения, формовку литьевого стержня для полой отливки. Для достижения необходимых результатов одну из главных ролей сыграл 3D принтер Raise3D N2 Plus.
2ce23490beae016ad83cfad0a5630d69.jpg
d71753119a16765d301e26b3476b1331.jpg
Отлитый водяной коллектор для пожарной машины Dennis 1913 года и напечатанный на 3D принтере прототип

Без шаблонов или заводских чертежей коллектора использование деревянных мастер-моделей для литья, изготовленных вручную, требовало бы длительной работы методом проб и ошибок. А с помощью 3D печати цифровые модели можно легко подкорректировать и использовать для создания недорогих прототипов и негативных отливных форм.

Если в 2-ух словах,то традиционные методы это:
1. трудоемкие модели из дерева, вырезаемые вручную;
2. множество неточностей, обусловленных ручной работой;
3. литье в несколько форм для создания позитивных и негативных моделей.

3D печать в процессе отливки помогает:
1. снизить стоимость тестовых моделей и мастер-моделей;
2. сократить трудозатраты, благодаря автоматизации процесса;
3. повысить точность с использованием цифровых моделей.

Процесс отливки нового коллектора на замену:
В начале Caxton3d сделал цифровую копию коллектора, используя Solidworks.
Для таких старых запчастей заводские чертежи не всегда доступны. В итоге пришлось взять размеры реальной детали и создать ее в виде CAD-модели. Первые модели печатались в качестве прототипов, чтобы проверить отклонения от реальных размеров, и корректировались до достижения идеальных параметров. При этом обязательно учитывался момент усадки металла при охлаждении. Изменения в цифровую модель вносились пока не был достигнут желаемый результат.
6e4f38b0c4443a807bf4fa4814485b9c.jpg
Модель, созданная в Solidworks по меркам реальной модели
4feb92ae75614dc02610b8af996ea533.jpg
Тестирование 1-го напечатанного прототипа, установленного на головку цилиндра (видно, что он не достает до соединения с радиаторной трубой)

Когда коллектор был спроектирован, Caxton3d использовал модель для создания позитивной и негативной форм для дальнейшей отливки. Поскольку готовая деталь должна быть полой, необходимо было создать литьевой стержень с помощью напечатанной негативной формы для предотвращения протекания металла по всей пресс-форме. Стержень был "вытянут" по сравнению с размером формы для дальнейшего закрепления между двух песчаных форм в опоке.
da289e437412e90c91e9888d1ee14690.jpg
Модифицированная модель с позитивной формой коллектора и литьевым стержнем
cca88ff0368bbffbcc22ba503e6a04e9.jpg
Завершенная печать позитивной формы коллектора

Для создания литьевого стержня из песка напечатали негативную пресс-форму из 2-ух частей. При создании подобных моделей, которые по размеру больше области печати принтера, каждая половина делится на 2 части, которые в дальнейшем соединяются, и создаются зеркальные половины. Для обеспечения точного совмещения Caxton3d использовал отметки для болтов, которые потом помогли в создании цельной негативной формы.
e3f371b1be148300d77668880af106d5.jpg
Одна половина негативной литьевой формы для стержня из песка
6f454ad166f7c5bd0fd79646d5a62c86.jpg
Порезанная модель негативной литьевой формы. Каждая половина коллектора была напечатана в 2-ух частях

Позитивная напечатанная на Raise3D форма (состоит из 2-ух половин) использовалась для создания предварительного оттиска в песке, помещаемого в опоку. Одна из этих половин с углублением (литником) для заливки металла. Изготовленный с помощью напечатанных негативных форм прессованный стержень из песка Caxton3d поместил в одну опоку с песком, прямо в получившийся оттиск. Сверху положил опоку с оттиском другой половины.

В завершение процесса отливки в литник залили металл и после остывания извлекли алюминиевую деталь, а затем установили коллектор в раритетный Dennis:
cdca6fc801b4e48e8e5a9a484baf1548.jpg
c9389ecae372c0128d8a214032b68c37.png
3D модель детали (серый) и литьевой стержень (чёрный).
Поперечное сечение песчаной формы и песчаного стержня (красного цвета). Финальный результат отливки.


И в качестве бонуса отличный видеоролик, наглядно демонстрирующий метод отливки в песчаную форму с использованием песчаного литьевого стержня:
Присоединяйтесь к нам в соц. сетях, чтобы быть в курсе последних событий:
Команда компании Цветной Мир
Подписаться на 3Dtoday
24
Комментарии к статье

Комментарии

18.10.18 в 11:57
0
А какой песок используется для формовки и для сердечника ?? И как формируют твердый сердечник из песка ?
На видео еще между формами посыпают чем то белым, что бы песок между формами не слипся.
Очень похоже на тальк ??
18.10.18 в 12:02
0
Мы этого не знаем, вы можете у создателя модели это спросить в комментариях на YouTube
18.10.18 в 12:46
0
В домашних условиях, в качестве формовочной смеси, иногда используется смесь песка с жидким стеклом) Такая смесь держит форму и вполне может использоваться для такого "сердечника".
19.10.18 в 11:27
0
смеси с жидким стеклом в качестве связующего очень плохо выбиваются - поэтому их практически не используют для изготовления стержней
а вот смеси на смолах как раз таки выбиваются отлично, если надо немного то можно поклянчить в торгующих организациях, либо на литейном заводе где есть технология по горячим или холодным стержневым ящикам.
в обоих случаях только одна проблема - перемешивание, а со смолой еще и низкая живучесть (время пока не схватилась) смеси - на заводе используют спец. оборудование - смесители (обычно бегуны, устар.)
19.10.18 в 00:14
0
пипец как слово "литьевой" глаз режет - автор, поменяй на "литейный" !
литейная форма, литейный стержень и т.д.
19.10.18 в 09:30
0
Можно ещё заливная форма, заливной стержень заливное производство и т.д. :)
19.10.18 в 11:16
0
не смешно :(

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

3D принтер Wanhao Duplicator 9/300, 9/400, 9/500 - 12 изменений в модификации MK2

Underwater impeller motor

Потолок ярости [и ленивый карниз]

3Dtoday за 60 секунд от 19 ноября

Пермский край получил финансирование на мобильный детский технопарк

Go-дзиллу в каждый дом или обещать - не значит жениться