為金屬鑄造制作模型曾經(jīng)是一個(gè)漫長的需要大量勞動(dòng)力的過程。但是使用大型 3D 打印機(jī)BigRep，只需按一下按鈕即可完成此操作。由此，Metso Outotec最多可節(jié)省 70% 的成本。

新與舊

提到鑄造廠，大多數(shù)人會(huì)想到熾熱的熔爐和煙霧彌漫、烏煙瘴氣的車間。而事實(shí)上在鑄造廠中，除了最終鑄造過程之外，金屬鑄造還包括更多更復(fù)雜的步驟。為了優(yōu)化和簡化這些流程并同時(shí)降低成本，Metso Outotec 等公司開始實(shí)施 3D 打印。

Metso Outotec 是礦物加工和金屬冶煉行業(yè)設(shè)備和解決方案的全球供應(yīng)商。產(chǎn)品組合的零件在公司內(nèi)的五個(gè)鑄造廠中鑄造。在該公司其中兩個(gè)工廠中，BigRep 的 3D 打印機(jī)主要用于生產(chǎn)鑄模和芯盒。公司位于捷克的鑄造廠幾年前購買了?BigRep ONE，巴西的?BigRep PRO?自 2021 年 2 月開始運(yùn)營。自 2004 年以來一直在巴西工廠工作的 Patricia Moraes 負(fù)責(zé)實(shí)施并優(yōu)化他們 3D 打印的流程。

3D 打印取代 CNC 銑削，讓一切變得更簡單

在他們的fdm大尺寸3d打印機(jī) BigRep安裝之前，模具和其他部件都是純木頭制成的。坯料由單個(gè)木塊組裝而成，所需的形狀通過 CNC 銑削工藝制成。這不僅需要采購、儲(chǔ)存和處理又大又重的木材，而且機(jī)器必須由經(jīng)過專門培訓(xùn)的技術(shù)人員進(jìn)行編程。這個(gè)過程也需要很多時(shí)間，因?yàn)榇蟛糠峙髁鲜怯媚z水粘合在一起的，在膠水固化之前無法進(jìn)行加工。Patricia Moraes 說：“這一切都需要很長時(shí)間，因?yàn)槲覀儽仨毜鹊侥z水干了。”

隨著制造過程的轉(zhuǎn)變，許多部件，如各種尺寸的芯盒、松散部件和用于射芯機(jī)的工具，現(xiàn)在都在?BigRep 的 工業(yè)級(jí)大尺寸3d打印機(jī)上進(jìn)行 3D 打印。Metso Outotec 打印出專門設(shè)計(jì)的附加部件，這些附加部件可以連接到簡單的基體上，從而在創(chuàng)建種類繁多的鑄模時(shí)提高了靈活性。在此階段，CNC 加工與 3D 打印的交互功能發(fā)揮著重要作用。大型基體仍然經(jīng)過銑削，然后輔以 3D 打印的松散部件，而較小的部件大多是打印的。

更快、更輕、更靈活

根據(jù) Patricia Moraes 的說法，新方法最重要的優(yōu)勢(shì)之一——生產(chǎn)過程要快得多——非常明顯：“可以說，印刷機(jī)采用三班制工作。我今天開始打印，明天就有零件了?！?這不僅可以加快生產(chǎn)速度，還可以縮短迭代周期?？梢栽诙虝r(shí)間內(nèi)對(duì)鑄模和芯盒進(jìn)行改動(dòng)，并且可以更輕松地實(shí)施所需的更改。

使用增材制造的另一個(gè)主要好處是零件更輕且更容易處理。原材料的采購和儲(chǔ)存過程大大簡化，因?yàn)椴辉傩枰徺I大量木材。Metso Outotec 還利用了同一臺(tái)打印機(jī)上能進(jìn)行不同材料處理的能力。在操作過程中承受較高應(yīng)力的表面打印有更好的耐磨性材料，例如 BigRep Pro-HT，而下面的結(jié)構(gòu)則由節(jié)省成本的 PLA 制成。通過使用3d打印機(jī)工業(yè)級(jí)大尺寸 BigRep?自己的切片軟件 BLADE 的設(shè)置和調(diào)整功能，可以改變某些區(qū)域打印的填充量來影響對(duì)象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。承重結(jié)構(gòu)可以用更堅(jiān)固的方式打印，

短期啟動(dòng)和重要發(fā)現(xiàn)

在新的?BigRep PRO?上打印了 70 多個(gè)零件后，Patricia Moraes 得出了肯定的結(jié)論。“效率提升非常迅速。僅三個(gè)月，我們就實(shí)現(xiàn)了 80% 的機(jī)器效率提升?！?這個(gè)在機(jī)器學(xué)習(xí)階段的發(fā)現(xiàn)很快轉(zhuǎn)化為進(jìn)一步的流程優(yōu)化行動(dòng)。事實(shí)證明，即使使用更大的噴嘴和增加的層厚，也可以實(shí)現(xiàn)表面高質(zhì)量，生成的零件幾乎無需后處理即可立即使用。因此，零件生產(chǎn)時(shí)間減半，打印零件的數(shù)量增加了一倍。與之前的傳統(tǒng)工藝相比，Metso Outotec 在七個(gè)月后的評(píng)估顯示因?yàn)榱慵杀镜慕档停偝杀窘档土?55% – 70%。

在生產(chǎn)中使用 BigRep 打印機(jī)的積極體驗(yàn)也激發(fā)了Metso Outotec 員工的創(chuàng)造力。當(dāng)被問及他們是否也計(jì)劃將打印機(jī)用于其他目的時(shí)，Patricia Moraes 回答說：“我們?cè)谶@里看到了很多機(jī)會(huì)，例如夾具和固定裝置，還有備件。特別是對(duì)于舊設(shè)備，通常必須進(jìn)口備件。由于精度高，材料合適，我們?cè)谶@里有很多別的可能性有待發(fā)掘?！?/p>

結(jié)論

在 Metso Outotec，每個(gè)人都對(duì)在其制造過程中實(shí)施 3D 打印感到滿意。BigRep?提供的種類繁多的材料在這里發(fā)揮了重要作用。

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