案例研究高管的采访

砂3D打印提高GRATZ工程的生产

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Gratz Engineering.通过将sand 3D打印技术整合到其技术业务部门,提高了其原型生产。来自东北Baden-Württemberg的德国汽车供应商早在90年代就认识到3D打印的巨大潜力,当时它还是一项非常年轻的技术。从那以后,GRATZ一直依靠快速金属打印和低成本的3D打印砂型铸造模具。

格拉茨工程公司是一家中型企业,在德国拥有6个分公司,230名员工。该产品自1985年上市以来,其工程师在早期阶段就将3D打印用于零部件生产。公司采用直接金属激光烧结(DMLS)和3D打印砂型快速铸造。

GRATZ零部件管理主管Andreas Steinbronn解释了为什么3D打印在制造速度、成本效益以及全新的颠覆性设计方法方面具有巨大优势。DMLS快速但昂贵;金属铸造之后的3D砂模塑相对来说成本更低,但在某些情况下,对于快速成型来说速度还不够快。

3D打印对铸件制造商商业模式的影响

Steinbronn:“我们主要使用两种技术:直接金属激光烧结和使用所购买的3D印刷砂芯和模具的金属铸件以及原型生产中的投资铸造图案。添加剂制造用于我们所有项目的良好五到百分之百分之倍。虽然在行业中使用3D印刷超过四十年,但与传统铣削等其他过程相比,集成水平仍然相对较低。自九十年代以来,我们在Gratz的船上有3D打印。我们当时的初步评估是,即使是由于设计自由,就会开放巨大的机会。这使我们可以将3D打印整合到我们的开发过程中,这是一个很早的阶段。这对于部件的技术和拓扑优化特别有趣,主要是减轻重量。如今,3D印刷已经变得几乎是我们的普遍存在。但是,回来的是,这是一项真正的颠覆性方法,我们今天继续追求越来越多。“

来自原型中心:快速原型

Steinbronn:“我们仍在做大量的教育工作,3D打印提供了很多优势。特别是在客户方面,有大量的信息需求。速度是一回事,我们用DMLS。经济是另一个,在这种情况下,我们赞成voxeljet砂模铸造模具印刷。基本上,虽然,如果你不能磨的原始零件,因为非常复杂的几何形状,我们制造他们通过3D打印。特别适用于原型机和小系列。我们的产品组合相当大。除了发动机部件外,它的应用还延伸到汽车的所有其他领域,包括特殊的机械构造。”

烧结件和铸造件的区别

烧结部件的元件质量和材料耐久性现在是如此良好,99%的成分密度可与适当的返工是可行的,甚至在高生产速度下也是如此。然而,由于高素质和系统价格,激光烧结是非常昂贵的,并且仍然相对缓慢的构建速度。

Steinbronn继续:“如果速度不是问题,那么激光烧结等金属3D打印始终太贵。如果我们有两三周的原型,我们通常更喜欢使用经典金属铸件的组合,与3D印刷的砂模或由PMMA制成的投资铸造图案。这种降低了成本,并且增加了组件的耐用性和稳定性当然也是一个优势。最实际的方面是大型建筑卷和快速打印率。通过粘合剂喷射印刷系统,我们可以直接产生多个原型的变体,例如涡轮增压器,并在一个和相同的3D打印过程中彼此顶部嵌套,而不是在一个级别,就像这种情况一样用dmls。我们尽可能地利用构建空间的音量,也称为作业框。这使我们能够并行化铸件部件的后续测试,其节省了额外的时间并降低了开发循环时间。与激光烧结相比,这仍然需要花费多一段时间,但我们可以同时直接测试组件的不同变体,以便尽快定义最终设计并释放其生产。此外,我们拥有更大的铸造材料。 We can actually work with any alloy. With sintering, on the other hand, we are much more limited.”

什么时候使用DMLS,什么时候使用快速铸造?

目前,直接金属激光烧结与铸造厂在一个相对较小的领域展开竞争。DMLS系统的建筑体积主要适用于生产极快的小部件。然而,直接金属3D打印也非常昂贵。

对于DMLS,在增材制造后需要平行热等静压(HIP),以获得足够好的组件密度和强度。

Steinbronn:“最重要的是,3d打印金属部件的平均价格为每公斤铝300欧元,不锈钢400欧元,特殊合金高达每公斤1300欧元。直接比较一下,纯金属铸件的价格在每公斤6.50欧元到32欧元左右,一升印刷砂料的价格在9欧元左右。”

Steinbronn继续说道:“只要多花一点时间,我们就可以经济地批量生产复杂几何形状的部件,也可以使用快速铸造技术批量生产多达100个部件。”“前提是我们可以快速和经济有效地生产模具和核心,而不需要昂贵的专业工具。这正是voxeljet的工业3D打印技术发挥作用的地方。”称为快速铸造,该过程打印模具和核心所需的铸造完全不需要工具。印刷材料通常用于铸造厂。voxeljet的VX4000是目前世界上最大的砂模3D打印系统,具有4000 x 2000 x 1000毫米的外壳。该系统使用强大的粘结剂喷射工艺实现了快速和自动化的模具生产。voxeljet的PMMA材料集提供了另一种方法。使用这种塑料材料,图案可以在不需要工具的情况下打印出来,然后可以在熔模铸造过程中像传统的蜡图案一样进行处理。

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亚当Strombergsson

亚当是法律研究员和作家,具有法律和文学的背景。他在加拿大蒙特利尔出生,他在加拿大渥太华度过了最后十年,他在立法事务,法律和学术界工作。亚当专注于他的追求,最近在加性制造中。他对即将到来的国际和国家加州制造监管特别感兴趣。他过去的项目包括渥太华大学他的母校历史。他还专注于股权法及其与司法审查的关系。亚当目前对添加剂制造对的兴趣,了解高等教育,版权和知识产权保护的历史发展知识。

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