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国产铸造用3D打印机造出大型水电机组零部件,铸造业改头换面!

2021-09-03   

  铸造工业是装备制造业的基础产业,我国的铸造产量已连续16年稳居世界首位,成为铸造大国。但是,传统的铸造设备主要是混砂机,劳动强度大,效率低下。更糟糕的是,工作环境恶劣,工人们常常白脸进入,黑脸出来,时间长了,一线技术人员流失严重。

  ▲6年前宁夏一家铸造厂。

  这是六年前宁夏的铸造厂,工厂充满粉尘和噪音,污染严重。六年后,这里成为新的3D打印基地。他们正在霸权传统的铸造生产。

  图片来源:6年后全新的3D打印基地。

  在这个智能车间,三名工人管理着14台3D打印机,24小时运行。宁夏共享集团董事长彭凡在肮脏的铸造厂工作了30多年,立志成为铸造业的颠覆者。

  国产铸造用3D打印机是什么?

  实际上是分层叠加技术,是一个由三维降至二维,再升至三维的过程。该技术首先利用切片软件将实体沿高度方向切割成薄层,这一步可以近似地看作是,一层一层地打印,然后叠加起来形成立体。在铸造领域,3D打印技术有一个分支,叫做3DP,目前在行业内生产效率最高,成本相对较低,最容易产业化推广。

  以前做铸件,首先要做同样的模型,完成两个月。铸造3D印刷没有模型,只要直接印刷阴膜,浇上铁水和钢水即可。铸件也不需要人工组装,一周左右就能完成。

  国产铸造用3D打印机各种规格的砂芯也由智能无人驾驶运输工具无缝运输。在铸造3D打印智能工厂车间,移动机器人、桁架机器人、微波干燥设备、立体仓库等组成智能装配线,生产效率是同规模传统铸造的5倍以上。据了解,整个车间每班只需要7人,全部工作在空调环境中,无起重机,无重体力劳动,实现零排放。

  现场印刷的是大型水力发电机组铸造的转轮砂型。喷嘴注射的树脂与砂中的固化剂反应后固化,画出砂型截面图形。转轮砂型堆积在2000层,每层砂厚度只有0.3毫米,如果一层没有达到水平,所有砂层都会倾斜,砂型整体废弃。

  16小时,昼夜不停,形状复杂,直径4.6米的全铸转轮砂型终于印刷出来,尺寸精度误差不足1毫米。

  在总装车间,国产铸造用3D打印机设备正在整体提升框架,可以打印3吨重的成年非洲大象模型。

  以发动机气缸盖铸件为例。本来用金属模具做近20个砂型零件,需要一个高技能工人精密组装,是一个高技能工人培训半年才能做到的工作。3D打印技术可以一次打印完成,误差从1mm降至0.3mm,生产效率提高3-5倍左右,成品率提高20%-30%。

  铸件生产由复杂变为简单,传统的铸造生产方式由黑色变为绿色。随着生产实现零排放,以前的翻砂现场成为空调工厂,完全垄断了以手工为中心的多品种小批量砂型铸造生产方式。

  宁夏共享集团有限公司的共享设备铸造3D打印智能工厂是世界上第一家万吨级铸造3D打印智能工厂。公司突破了球墨铸铁件UT标准、液力缓速器等世界性问题,率先在国内实现了大型3D打印机在铸造行业的工业化应用。现已成为国务院认定的7家国家双创示范企业之一,国家智能铸造产业创新中心,国家增材制造创新中心。

  与世界先进水平相比,3D打印设备材料成本降低2/3,打印效率提高3~5倍,设备成本降低2/3。有效推动产业链上下游发展,引领中国铸造转型升级。

  六年前,彭凡带着大家在车库里组装了第一台铸造砂型3D打印机。现在,他们可以批量生产铸造砂型3D打印设备,改变更多的铸造企业。目前,中国有26000多家铸造企业,3D打印和人工智能不仅垄断了一两家工厂,也垄断了整个行业。