各国近些年来的使用经验已经充分证明3D打印是一项非常实用的技术,小到各种模型大到重要的机械部件,3D打印都能够轻松制造,而在这一领域中国再次写下了划时代的一笔,自主研发出了全球最大的3D砂芯打印机,这是全球范围内绝无仅有的产品,其体型达到此前最大机型的两倍。近期中国第1台3D砂芯打印机惊艳问世,只有中国造得出来这么大而且如此先进的砂芯打印机。
1、3D砂芯打印机是什么
3D打印很多人可能已经比较熟悉了,毕竟3D打印机的概念已经问世相当长一段时间,很多人甚至可能已经使用过这种设备,但3D砂芯打印机可能就令一些人感到一头雾水了,这种设备其实是专门用来打印模具的一种3D打印机。
在机械加工领域,往往绕不开模具的使用,毕竟许多大型金属部件,必须先在模具中铸造,然后才能够进行进一步精加工,以获得可以被利用的零件成品,铸造工艺早在几千年前就已经亮相,比如商周时期的青铜器,就采用铸造工艺进行制造,从出土的青铜器可以看出,中国古人就已经掌握了非常成熟的模具制造工艺。
模具是铸造技术的核心,如果模具无法做到精确和表面光滑,那么最终制造出来的成品很有可能就会不符合标准,因此各国都在研发制造模具的新技术,而3D砂芯打印机则可以让中国的模具制造技术达到世界顶尖水平。
2、砂芯打印技术
传统的模具生产技术非常复杂,并且非常依赖加工者本身的经验和技巧,而3D砂芯打印机则可以轻松解决这个问题,因为这台设备通过数字化技术,将模具的生产和制造过程进行了极大地简化。
简单来说,主要将这台设备与电脑相连,并通过电脑向其输入模具的各种属性,例如长度宽度和深度等,随后电脑会根据这一数据进行建模,形成一个虚拟的模具图像,这个图像就是接下来进行模具加工的重要依据。
在得到图像之后,设备就会启动两个喷头,一个喷砂料,另一个喷树脂,最终可以在沙箱当中打造出一个完整的沙芯,接下来将其送入吹沙室,没有被喷涂到树脂的沙料就会被吹掉,形成一个砂芯,接下来就能利用它来制造出一个高精度的模具,通过这样的设备制造商高,还可以完成一些较为复杂外形的设计和建造。
采用这种打印技术制造出来的模具,其表面光滑度完全可以达到行业规范水平,并且不管多复杂的零部件模具,都可以利用这项技术实现生产,对机械制造业而言,3D砂芯打印技术,将对行业直接带来变革。
3、中国实现弯道超车,制造出世界一流的零部件
过去,中国需要从国外购买砂料,每一吨的成本就高达两三千元,后来随着国产砂料的诞生,直接让成本降低了三分之二。
相比较于砂料,3D砂芯打印机最贵的部分,其实是负责喷砂以及树脂的喷头,这些喷头造价高达数百万,上面分布着大量最小直径仅50微米的小孔,树脂正是从这些小孔中喷淋下来,过程也同样需要做到均匀,且不能中断,否定就会导致砂料未完成固化,这也是为何国外3D打印技术会产生空腔的原因,正是因为这种打印机喷头的研制难度极高,所以国外无法做到精确制造。
在有了这台设备之后,即使不使用高端的高精度数控机床,中国同样能够进行一些高精度的设备零部件的生产,例如能够直接生产车辆发动机的气缸外壳等设备,并且只要设备的体型够大,这种打印机几乎能够参与到任何机械零部件的加工制造过程中。
而小体型的机床却只能通过分段制造,最终焊接到一起的方式来进行设备的生产不仅效率较低,还容易因为焊接失误而导致产品报废,可以说这台设备成功体现出了中国所具备的强大工业和科研实力。
目前世界上只有中国掌握这项3D砂芯打印技术,可以说它的出现,让中国直接实现了对西方国家的弯道超车,在不采用精密机床的前提下,也能够制造出世界一流的零部件,而且对于特大件的生产,3D砂芯打印机也具有独特优势,只要沙箱尺寸够大,且有足够的原材料,它就能够打印出想要的零部件。
而传统制造工业可能还需要进行分段制造,最终进行焊接,根本无法保证零部件的结构强度,难怪这台打印机亮相后,许多国家抱着现金上门求购。