В области крупногабаритного литья (лопатки аэрокосмических турбин, компоненты автомобильных двигателей, корпуса тяжелого оборудования).Традиционная восковая лепкаИз-за трех основных проблем: длительного цикла, низкой точности и сложности реализации сложных конструкций - изготовление набора восковых форм лопаток турбины вручную занимает 2-3 недели с погрешностью более 0,5 мм, а завершить проектирование внутренних каналов охлаждения не представляется возможным. И проектирование внутренних каналов охлаждения не может быть завершено.Промышленные формы для воска 3D принтер（Появление технологии SLS полностью изменило эту ситуацию: большие восковые формы можно напечатать за 3 дня с точностью ±0,1 мм и сложными структурами, которые невозможны при традиционных процессах. В этой статье мы расскажем об определении, преимуществах, рабочем процессе, рекомендациях по выбору и 2025 моделях промышленных восковых 3D-принтеров, предоставляя литейным предприятиям практические решения для преобразования технологии и снижения затрат.

I. Что такое промышленный восковой 3D-принтер? Основное определение + сравнение с традиционными процессами

Промышленный 3D-принтер для изготовления восковых форм создан на основеСелективное лазерное спекание (SLS) ТехнологияЭто промышленная машина для производства высокоточных восковых форм из порошка литейного воска / воскоподобного порошка, которые плавятся слой за слоем и могут быть использованы непосредственно для литья по выплавляемым моделям. Она имеет значительные преимущества перед традиционным процессом литья по выплавляемым моделям и особенно подходит для крупных сценариев литья (размеры деталей более 500 мм):

4 основных преимущества промышленных 3D-принтеров для литейного производства восковых форм (решение болевых точек отрасли)

1. сокращение времени цикла 80%, быстрое реагирование на требования заказа

Изготовление восковой формы большого блока автомобильного двигателя традиционным способом занимает три недели, но 3D-принтеры промышленного класса могут сделать это всего за три дня. Аэрокосмическая литейная компания использовала LaserCore-5300 для печати восковой модели лопатки турбины от проекта до готового изделия за 48 часов, что позволило сократить 80% по сравнению с традиционным процессом и сократить цикл пробного производства нового продукта с 3 месяцев до 1 месяца, тем самым воспользовавшись первой возможностью на рынке.

2. В 5 раз точнее, уменьшая брак при литье

3D-принтер восковых форм промышленного класса имеет точность ±0,1 мм и чистоту поверхности Ra≤1,6 мкм, что позволяет сократить процесс постобработки отливки. Из-за большой погрешности восковой формы, изготовленной традиционным способом, количество брака при литье составляет более 15%; в то время как 3D-печатная восковая форма снижает количество брака до менее 5%, литейный завод производит крупные клапанные отливки и сокращает потери от брака на 800 000 юаней в год.

3. преодоление структурных ограничений для достижения высокого уровня литья

Нет необходимости учитывать проблемы, связанные с разъединением форм, что позволяет создавать конструкции, которые невозможно реализовать с помощью обычных процессов, особенно при изготовлении изделий высокого класса:

1. Аэрокосмическая промышленность:Многослойные каналы охлаждения внутри лопаток турбины(Традиционный процесс требует разборки 5 комплектов восковых форм, в то время как 3D-печать - это одноразовый процесс, не требующий ошибок при сборке).
2. Автомобили:Встроенные в блок двигателя бегунки(Сокращение процесса после бурения и повышение эффективности использования жидкости на 10%);
3. Тяжелая техника:Тонкостенная сотовая структура для больших оболочек(Толщина стенки всего 2 мм, снижение веса 20%, повышение прочности 15%).

4. долгосрочное сокращение затрат 40%, компенсирующее инвестиции в оборудование

Несмотря на высокие первоначальные инвестиции ($50 000+) в промышленный 3D-принтер с восковой формой, он имеет значительные преимущества по стоимости на протяжении всего жизненного цикла:

• Исключение затрат на пресс-формы: традиционные большие восковые пресс-формы с ЧПУ стоят более 200 000 юаней, которые можно полностью исключить с помощью 3D-печати;
• Сокращение трудозатрат: 1 человек может обслуживать 3 машины, что позволяет сократить трудозатраты на 80% по сравнению с традиционными процессами;
• Сокращение потерь от брака: повышение точности позволило снизить количество брака при литье с 15% до 5%, что позволило сэкономить более 500 000 юаней на стоимости материалов в год.

Процесс 3D-печати промышленного воска: 6 шагов от дизайна до восковой формы (для крупномасштабного литья)

Процесс промышленной восковой 3D-печати высокоавтоматизирован и не требует сложного вмешательства человека. Основные этапы следующие (например, восковая формовка большой лопатки турбины):

1. Цифровой дизайн и оптимизация3D-модель восковой формы строится в SolidWorks/AutoCAD, учитывается усадка в соответствии со свойствами металла отливки (например, сталь необходимо увеличить с 1% до 2%), проектируется структура литника и вентиляционного отверстия, и экспортируется в файл формата STL;
2. Настройка параметров устройстваЗагрузите порошок воска для литья в принтер (например, LaserCore-6000) и установите параметры: толщина слоя 0,08-0,35 мм, мощность лазера 55-300 Вт, скорость формовки 80-300 см3/ч, чтобы убедиться, что он подходит для печати больших восковых моделей;
3. автоматизированная печатьПосле запуска устройства лазер послойно спекает восковой порошок в соответствии с траекторией нарезки. Печать больших восковых форм (например, 1050 x 1050 x 650 мм) занимает 10-20 часов без участия человека и может производиться без присмотра в ночное время;
4. Очистка после печатиПосле того как восковая форма готова, извлеките ее из полости и сдуйте излишки воскового порошка на поверхности сжатым воздухом (этот восковой порошок можно использовать повторно), а также проверьте восковую форму на наличие отверстий и трещин (процент дефектов 3D-печатных восковых форм составляет менее 1%);
5. Сборка восковых форм (массовое производство)Если требуется серийное литье, отдельные восковые формы крепятся к "восковому дереву" для повышения эффективности процесса литья;
6. Подходит для литья по выплавляемым моделямВосковая форма погружается в керамическую суспензию, образуя устойчивую к высоким температурам керамическую оболочку, которая затем обжигается в печи при температуре 700-1000°C для удаления восковой формы (содержание золы в восковой форме для 3D-печати составляет <0,1%, и сгорание происходит полностью, без остатка), чтобы можно было залить металл.

Как выбрать восковой 3D-принтер промышленного класса для литейного производства? 4 основных критерия выбора

1. приоритет формовочного пространства: подходит для больших требований к литью

Для крупных литых деталей (например, блоков автомобильных двигателей, аэрокосмических рам) размером 500-1000 мм необходимо выбирать модель с формовочным пространством ≥ 500 × 500 × 500 мм:

• Для малых и средних литейных производств (размер детали 500-700 мм): предлагаются модели с формовочным пространством 700 x 700 x 500 мм (например, LaserCore-5300);
• Большие литейные цеха (размер деталей 700-1000 мм): рекомендуется модель с формовочным пространством 1050 x 1050 x 650 мм (например, LaserCore-6000).

2. технология типа замка SLS: обеспечение прочности и точности восковых форм

Технология SLS спекает восковой порошок с помощью лазера, восковые формы имеют высокую плотность (≥0,98 г/см3) и высокую прочность (прочность на изгиб ≥15 МПа), что позволяет выдерживать внешние нагрузки при нанесении керамической пасты и работе с ней и избегать деформации. Восковые формы, изготовленные по другим технологиям (например, FDM), имеют низкую прочность, легко повреждаются и не подходят для крупномасштабного литья.

3. концентрация на основных параметрах: точность, скорость и совместимость материалов

• точный: Выбор моделей ±0,1 мм обеспечивает соблюдение размеров отливки и минимизацию последующей обработки;
• Скорость формованияПриоритет отдается моделям с производительностью более 200 см3/ч (например, AFS LaserCore-6000 - до 300 см3/ч) для повышения эффективности производства больших восковых форм;
• Совместимость материалов: Для литья различных сплавов (алюминиевые сплавы, сталь, титановые сплавы) требуется широкий ассортимент литейных восков (например, низкозольные воски для литья, высокотемпературные воски).

4. Программное обеспечение и услуги: сделать переход менее сложным

1. Программное обеспечение должно быть совместимо с основными форматами САПР (STL/OBJ) и поставляться с функцией моделирования литья (оптимизация структуры восковой формы и уменьшение дефектов);
2. Поставщики услуг должны обеспечить полную поддержку процесса: бесплатное обучение оператора (для обеспечения освоения операции в течение 3 дней), установку и ввод в эксплуатацию оборудования, круглосуточное послепродажное обслуживание (обслуживание на дому ≤ 24 часа).

V. Рекомендация популярных моделей промышленных 3D-принтеров для литья в восковые формы в 2025 году (адаптированных к различным потребностям литья)

Основываясь на отзывах и реальных примерах применения, следующие 3 модели в 2025 году будут хорошо работать в области крупного литья, охватывая сценарии от начального до высокого уровня:

Анализ основных моментов модели

1. AFS-500Низкая начальная стоимость, простота в эксплуатации, 1 человек может управлять несколькими машинами, подходит для малых и средних литейных предприятий, впервые пробующих 3D-печать, для малых и средних восковых форм промышленных инструментов, клапанов и так далее;
2. LaserCore-5300Восковые формы для лопаток турбин широко используются в аэрокосмической промышленности и имеют высокую чистоту поверхности, что позволяет отказаться от последующей полировки и увеличить выход отливок до более чем 95%;
3. LaserCore-6000Эта машина - одна из немногих в Китае, которая может печатать восковые формы диаметром 1050 мм и за один прогон может вложить 20 восковых форм малого и среднего размера (например, автомобильные детали), что повышает коэффициент использования машины на 60%.

Общие проблемы 3D-печати промышленных восковых форм + экспертные решения

1. высокие первоначальные инвестиции в оборудование? -- Поэтапные инвестиции снижают риск

Малые и средние литейные предприятия могут приобрести модели начального уровня (например, AFS-500) для литья воском деталей с высокой добавленной стоимостью (например, прецизионных клапанов), быстро окупить свои затраты за счет высокодоходных заказов, а через 1-2 года перейти на более дорогие модели.

2. неполный обжиг восковых форм, приводящий к дефектным отливкам? -- Оптимизация параметров спекания и обжига

1. При печати: отрегулируйте мощность лазера (55-80 Вт), чтобы обеспечить плотность спекания восковой формы ≥0,98 г/см3 и уменьшить внутреннюю пористость;
2. Обжиг: температуру печи постепенно повышают с 700°C до 1000°C и выдерживают в течение 2-3 часов, чтобы восковые формы полностью испарились (это можно проверить по изменению веса керамической скорлупы).

3. переработка воскового порошка затруднена, отходы материала? -- Настроить автоматизированную систему переработки

Благодаря выбору оборудования для переработки воскового порошка с функцией автоматической сортировки и сушки, не спеченный восковой порошок может быть повторно использован непосредственно после обработки, а коэффициент использования материала увеличился с 90% до более чем 95%, что позволяет сэкономить 200 000 юаней стоимости материала в год.

4. команда не владеет навыками работы, что сказывается на производительности? -- Отдайте предпочтение услуге "оборудование + обучение" как услуге "все в одном".

Выбирайте поставщика услуг, который предоставляет бесплатное обучение (например, бренд AFS), 1 к 1 обучая операторов, чтобы освоить ежедневную эксплуатацию оборудования, устранение неисправностей, чтобы обеспечить нормальную работу оборудования.

VII. Заключение: 3D-принтер для изготовления восковых форм промышленного класса - "обязательное оборудование" для преобразования литейного производства

В условиях растущей конкуренции в крупномасштабном литейном производстве "высокая точность, быстрое время цикла, низкая стоимость" стали ключевой компетенцией. Восковые 3D-принтеры промышленного класса помогают литейным предприятиям преодолеть ограничения традиционных процессов, сокращая время цикла на 80%, повышая точность в 5 раз и снижая стоимость на 40% в долгосрочной перспективе. Помогают литейным предприятиям преодолеть ограничения традиционных процессов.

В 2025 году коммерциализация таких моделей, как серия LaserCore, обеспечит быстрый путь от дизайна до восковой формы для таких отраслей, как аэрокосмическая, автомобильная и тяжелое машиностроение. Для литейных предприятий выбор правильного промышленного воскового 3D-принтера не только снизит затраты и повысит эффективность, но и позволит выполнить сложные заказы на литье и закрепиться в сфере высокотехнологичного производства, что является основной ценностью промышленной восковой 3D-печати в литейной промышленности будущего.