Интегратор комплексных решений для аддитивного производства
Современное оборудование Солвер
  • Polyjet
  • Fortus
  • PolyJet
  • PolyJet в стоматологии
  • FDM материалы для жесткого тестирования
img

ПРИМЕНЕНИЕ

img

ПОРТФОЛИО

img

УСЛУГИ

Технология BJ

В настоящее время производство сложных габаритных высокотехнологичных отливок, таких как блок цилиндров и головка блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания для судостроения, автомобилестроения, тепловозостроения и т.д., на предприятиях России осуществляется по традиционной технологии, которая реализуется либо с помощью литья в разовые формы, созданные вручную по физическим мастер-моделям, что требует длинной технологической цепочки изготовления мастер-модели, подготовки смеси, формовки частей формы, их сушки, места для хранения моделей и т.д., либо литья в кокиль (металлическую форму), что является очень долгим (от 6 месяцев до 1-2 лет), затратным, трудоемким и экономически невыгодным способом, сопряженным с высоким риском брака при изготовлении кокиля. Обе технологии имеют технологические ограничения на сложность внутренней конфигурации отливки. Используя традиционные технологии невозможно или крайне сложно выполнить сложные каналы охлаждения, оптимизировать конструкцию и снизить припуск на последующую обработку, что ограничивает потенциал разработки продукции. Перечисленные проблемы затрудняют выпуск новых моделей и новых видов продукции, увеличивают сроки выхода новинок на рынок и стоимость запуска в производство, что негативно сказывается на конкурентоспособности продукции. Проблемы с невозможностью реализации традиционными технологиями наилучших расчетных конфигураций конструкции ведет к снижению эксплуатационных характеристик продукции.

Для преодоления технологических ограничений и ускорения сроков проектирования и производства в последнее время мировыми лидерами машиностроения активно применяются аддитивные технологии. Создание литейных форм с использованием методов послойного синтеза позволяет обойти технологические ограничения традиционных технологий и сократить технологическую цепочку отказавшись от следующих операций: изготовления мастер-модели из металла или композитных материалов, изготовление литниковой системы и прибылей формовка частей формы (установка мастер модели и литниковой системы в опоку и засыпка смесью). Это приводит к сокращению времени производства и снижению стоимости формы на порядок.

Аддитивная технология Binder Jetting (BJ), пришедшая на смену традиционным подходам в промышленности, позволяет, в буквальном смысле слова, печатать литейные формы по цифровой модели. Цифровая модель литейной формы разбивается на слои, переносится в аддитивную установку, в которой из печатающей головки отвердитель, согласно цифровой модели литейной формы, наносится на предварительно подготовленный слой песчаной смеси. В результате, в зоне построения создается отвержденная часть песчаной смеси, точно повторяющая цифровую модель. BJ имеет возможность печатать большие детали и часто более рентабельна, чем другие методы производства.

Техпроцесс

Для реализации технологии BJ используется силикатный песок преимущественно совместно с фурановым связующим. Силикатный песок является одним из самых распространенных сортов песка в мире и получен из кристаллов кварца. Он используется для широкого спектра применений, включая создание пресс-форм и сердечников для промышленных отливок. Фурановое связующее представляет собой типичное связующее, не требующее обжига, которое является основой в традиционных применениях для песчаных отливок, поэтому для использования этого связующего материала не требуется никаких изменений в литейном производстве. Печатные формы сразу доступны для литья без операции обжига. Также для печати могут использоваться сферический керамический (синтетический) песок, используемый в литейных производствах для создания песчаных форм и сердечников. Керамический песок совместим со всеми связующими и особенно рекомендуется для литья стальных сплавов или печатных сердечников, подверженных высоким условиям термического напряжения.

В технологии BJ от ООО «Аддитивные технологии» при изготовлении изделий сложной формы из песчано-полимерной смеси подготовку песка осуществляют в бункере подготовки путем смешивания песка с химическим катализатором, в качестве которого используют паратолуолсульфокислоту, при этом в процессе нанесения каждого песчаного слоя осуществляют вибрационное воздействие на весь объем песчаной смеси в рабочем бункере, а послойно-селективную обработку каждого слоя песчано-полимерной смеси осуществляют в два этапа. Сначала на каждый вновь нанесенный слой наносят отвердитель согласно 3D модели формы, затем для ускорения процесса полимеризации и увеличения прочности изделия каждый слой подвергается тепловой обработке.

Технический результат достигается за счет того, что заявленная совокупность операций и использование комплекса, состоящего из отвердителя на основе фурфурилового спирта и химического катализатора – паратолуолсульфокислоты, позволяет снизить количество связующего в смеси, за счет чего обеспечить получение высокой механической прочности формы, и снизить ее газовыделение, что снижает вероятность появления дефектов в отливке. Ускорение процесса полимеризации достигается за счет тепловой обработки слоев. Кроме того, все это приводит к снижению количества выделяемых вредных веществ.