Zandgieten met 3D-afdruktechnologieën

Snelheid is essentieel bij het ontwikkelen van nieuwe producten. Hoe sneller u uw onderdelen in de handen van de klanten krijgt, hoe groter uw kansen om hun bedrijf te winnen. Dit legt de focus van het project op de doorlooptijd van de tooling. Zandgietpatronen en kerndozen duren niet zo lang om te produceren als metalen gietmatrijzen, maar ze kunnen nog steeds weken aan de projecttijdlijn toevoegen. Dat is waar 3D-printen om de hoek komt kijken.

Hoewel 3D-printen mogelijk is in metaal, kunnen onderdelen die op deze manier zijn gemaakt zelden de vervanging van zandgegoten onderdelen zijn. De metalen zijn niet hetzelfde en het bedrukte deel zal niet het uiterlijk, het gevoel of de functionaliteit hebben van een gegoten onderdeel. Als een methode om mallen en kernen te produceren, biedt 3D-printen in sommige toepassingen echter voordelen.

Conventioneel zandgieten

Conventioneel worden mallen voor zandgieten gemaakt door zand rond een patroon te verpakken dat het onderdeel dat wordt gemaakt nabootst. Het zand wordt op twee manieren bij elkaar gehouden. Ofwel bevat het een kleibindmiddel, in welk geval het "groen zand" wordt genoemd omdat het wat vocht bevat, of het is bedekt met een harsbindmiddel.

Zanddichtheid is een belangrijke variabele in het zandgietproces. Het moet stevig genoeg worden verpakt zodat het niet door het metaal kan worden geïnfiltreerd, maar niet zo strak dat het ondoordringbaar is voor lucht in de holte.

Het patroon wordt vervolgens verwijderd, waardoor er een holte overblijft die met metaal kan worden gevuld.

Wanneer het gegoten deel holle gebieden nodig heeft, zoals het geval zou zijn bij kleplichamen, spruitstukken en behuizingen, wordt dit bereikt door gebruik te maken van kernen. Dit zijn in wezen verdichte zandvormen die het holle volume dat nodig is in het onderdeel reproduceren. De kern wordt vervolgens in de holte van de zandvorm geplaatst waar het ruimte inneemt die anders door het vloeibare metaal wordt ingenomen.

Na het gieten en stollen van het metaal worden de zandvorm en de kern afgebroken om het metalen deel vrij te maken.

3D-printen gebruiken

Impro gebruikt 3D-printen als een alternatieve manier om zowel zandvormen als kernen te produceren. Dit wordt gedaan door middel van een proces dat 'binder jetting' wordt genoemd.

De productie van matrijzen en kernen begint met CAD-modellen van beide. Deze bestanden worden vervolgens voorbereid voor 3D-printen door een reeks zeer dunne plakjes door de mal en de kern te definiëren.

De printer werkt door dunne lagen zand af te zetten die overeenkomen met deze CAD-schijfjes. Nadat elke laag is aangebracht, in een proces dat vergelijkbaar is met T-shirts met zeefdruk, wordt een bindmiddelvloeistof aangebracht op die gebieden die stevig moeten zijn. Dit wordt gedaan door een apparaat dat lijkt op en is opgeschaald vanaf een inkjetprinterkop.

Na het afzetten en binden van alle lagen wordt het losse zand eraf geschud om de afdrukzandvorm te onthullen. Kernen worden op vrijwel dezelfde manier geproduceerd.

Voordelen van 3D-printen bij zandgieten

De belangrijkste reden voor het gebruik van 3D-printen is om de doorlooptijd te vermijden die nodig is om patronen en kerndozen te maken en te bewijzen. Dit bespaart veel tijd vanaf het plaatsen van de bestelling tot de levering van de eerste onderdelen, waardoor het proces ideaal is voor proefproductiehoeveelheden.

Hoe complexer het onderdeel dat wordt gegoten, hoe groter de tijdwinst bij het printen van de zandvorm. Naarmate de hoeveelheden groeien, verschuift de economie echter en wordt het conventionele proces voor het maken van mallen, met patronen en kerndozen, de meer kosteneffectieve keuze.

3D-printen voor zandgieten bij Impro

Impro kan zandvormen printen tot 78” x 39” x 39” (2m x 1m x 1m). Dit maakt het geschikt voor complexe onderdelen zoals motorblokken en cilinderkoppen, maar ook voor behuizingen en grote beugels. Als u onderdelen wilt laten zandgieten in het metaal dat in uw ontwerp is gespecificeerd en de doorlooptijd wilt minimaliseren, vraag ons dan naar 3D-printen.