挑戰(zhàn)：

花費(fèi)少量時間和成本制作高品質(zhì)熔模鑄造原型

解決方案：

3D Systems QuickCast?工藝-使用ProX 800打印機(jī)(SLA技術(shù))和Accura?CastPro? Free 無銻材料

成果：

· 制作復(fù)雜熔模鑄造原型的時間從幾個月縮短至幾天

· 成本從20萬-30萬美元降低至6千-1萬5千美元

· 支持產(chǎn)品原型多次快速迭代

· 使部件一體化，減輕重量

· 無銻材料最佳燃盡率

熔模鑄造的前世

關(guān)鍵詞：耗時、昂貴

熔模鑄造又稱失蠟鑄造，我國的失蠟法至遲起源于春秋時期，歷史悠久。

失蠟鑄造是用蠟制作所要鑄成零件的蠟?zāi)?，然后蠟?zāi)Ｉ贤恳阅酀{，這就是泥模。泥模晾干后，放入熱水中將內(nèi)部蠟?zāi)Ｈ刍?。將熔化完蠟?zāi)５哪嗄Ｈ〕鲈俦簾商漳！?/span>

一經(jīng)焙燒。一般制泥模時就留下了澆注口，再從澆注口灌入金屬熔液，冷卻后，所需的金屬零件就制成了。

在過去一個世紀(jì)里，這個工藝流程經(jīng)過許多革新，但是制作復(fù)雜零部件的所需的工模具還是非常耗時和緩慢的。制作時間得以月計算，費(fèi)用也可能達(dá)到數(shù)十萬美元。

雖然失蠟法(熔模鑄造)飽含老祖宗的智慧，但是在技術(shù)不斷革新的現(xiàn)代，一旦停止技術(shù)的探索和創(chuàng)新，那么企業(yè)被淘汰終將是時間問題。

今天我們要聊到的就是如何使用3D打印技術(shù)來為古老的熔模鑄造注入新的生命力。

案例主人公：Vaupell公司

關(guān)鍵詞：小批量復(fù)雜金屬件、航空市場

Vaupell公司，一家擁有70年歷史的航空航天部件供應(yīng)商，客戶包括波音等大型航空公司，同時也是擁有20年豐富3D打印經(jīng)驗的老手，而Vaupell公司制作金屬部件的工作流程正因為3D打印而掀起革新浪潮。

Vaupell公司使用3D Systems的QuickCast?服務(wù)，通過3D打印SLA技術(shù)直接打印原型進(jìn)行熔模鑄造，不需要制作蠟?zāi)Ｋ璧墓つ＞?，不需要制作蠟?zāi)?，僅需傳統(tǒng)手段的一部分成本和極快的速度就能制作出客戶所需的零部件。因為航空市場往往需要小批量復(fù)雜度高的零部件，QuickCast服務(wù)十分貼合航空市場的需求。

不懼怕大尺寸零部件制作

關(guān)鍵詞：表面質(zhì)量、成本

Vaupell新業(yè)務(wù)發(fā)展部門的銷售工程師安迪·李維斯估計通過3D Systems的ProX 800打印機(jī)制作一個直徑66厘米的零部件原型只需要2-3天，費(fèi)用僅需約6千-1萬5千美元。然而傳統(tǒng)手段，單單制作用于這個零部件的蠟?zāi)９つ＞咭残枰ㄙM(fèi)數(shù)月乃至超過一年的時間，成本也需要耗費(fèi)2萬美元到3萬美元。

ProX 800的成型尺寸為650 x 750 x 550 mm，可以一次性打印大尺寸部件或者同時打印多個部件。

Vaupell公司快速原型部門經(jīng)理奧斯丁·王表示：“ProX 800可以打印大尺寸部件的屬性正是我們所需要的。一次性就可以打印出大尺寸部件，無需使用小型設(shè)備打印兩次。不但顯著縮短了制作時間，大尺寸部件還幫助降低了人力成本，因為部件越少，所需粘接越少?！?/span>

ProX 800打印的部件，其高精度也使Vaupell公司能滿足航空業(yè)客戶的需求。

奧斯丁提到：“ProX 800可幫我們側(cè)壁質(zhì)量高的大尺寸部件，因為打印完的部件表面光潔度很好，所以幫我們省去了后處理的時間，我們也不需要費(fèi)心力把2片單獨(dú)的部件粘結(jié)在一起做成大尺寸部件?！?/span>

3D打印鑄造原型滿足市場需求

關(guān)鍵詞：一體化設(shè)計、交貨快

李維斯說到，QuickCast熔模鑄造極適用于兩類需求:無法使用傳統(tǒng)方式制作的鑄件;部件復(fù)雜程度過高，以至于需要花費(fèi)數(shù)年來制作用于生產(chǎn)的模具。

從事航空業(yè)的公司已經(jīng)發(fā)現(xiàn)3D打印的妙處，可以減少裝配件的數(shù)量，另外在保持甚至超出傳統(tǒng)制造件強(qiáng)度和耐用性時，還能使部件更輕質(zhì)。

李維斯還提到：“許多通過3D打印制作的部件都用于渦輪噴氣發(fā)動機(jī)，因為對這些部件的要求非常嚴(yán)苛。如果使用蠟?zāi)５姆绞街谱鳎馁M(fèi)巨大，交貨期過長?！?/span>

因為通過模具制作用于生產(chǎn)的原型很長的周期來設(shè)計和制作蠟?zāi)＿^于費(fèi)時費(fèi)力，所以3D打印已經(jīng)為位于新罕布什爾州的Vaupell快速原型部門創(chuàng)造了大量業(yè)務(wù)。

“QuickCast原型可以讓我們的客戶提早在進(jìn)入生產(chǎn)前或者在原型制作工具設(shè)計、制作、測試和上線前就得到部件?！?/span>

李維斯舉了一個現(xiàn)實案例，Vaupell公司使用QuickCas服務(wù)來制作復(fù)雜的熔模鑄造原型，在2天半時間里制作了20個部件，在一個月內(nèi)迅速完成120個部件。

“如果不是采用了3D Systems的QuickCast服務(wù)，客戶就不能按時完成合同。有時候在一年的時間里，我們已經(jīng)通過QuickCast原型制作了眾多部件，而與此同時客戶還忙亂于研發(fā)和制作蠟?zāi)９ぞ叩脑缙诹鞒讨小?/span>

3D打印結(jié)合熔模鑄造，收縮不難解

關(guān)鍵詞：收縮率、多次迭代

熔模鑄造有一大難點(diǎn)，就是在制造過程的收縮率，通過QuickCast工藝可以顯著降低收縮率。

李維斯提到：QuickCast的一大優(yōu)勢就是你只需計算金屬收縮率。你不用計算金屬和上面的蠟的收縮。QuickCast制作的原型更精確，比蠟?zāi)Ｖ谱髟驼`差更小。“

通過3D打印制作原型容錯能力更高。如果在制作原型的時候出了差錯，或者部件未能達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，也只需花費(fèi)數(shù)天來重新設(shè)計和制作原型，不像傳統(tǒng)工藝那樣需要花費(fèi)數(shù)周或數(shù)月來修改蠟?zāi)＞摺?/span>

對于原型的應(yīng)用來說，QuickCast支持更多迭代的能力是關(guān)鍵，所以許多傳統(tǒng)熔模鑄造的公司已經(jīng)開始轉(zhuǎn)型，讓3D打印技術(shù)制作原型取代繁瑣的傳統(tǒng)手段制作原型。

李維斯表示：“進(jìn)行多次迭代設(shè)計從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度來說是不合理的，但是通過3D打印制作原型的QuickCast工藝自身就是迭代設(shè)計中的一部分，就是為了更好更經(jīng)濟(jì)地支持產(chǎn)品的研發(fā)?！?/span>

拒絕灰燼殘留損害產(chǎn)品品質(zhì)

關(guān)鍵詞：不含重金屬、燃盡率

在3D打印的早期階段，熔模鑄造的一個主要備受關(guān)注的重點(diǎn)就是可用材料的質(zhì)量和性能。3D Systems的Accura CastPro? Free材料完全破解了這種隱憂。

CastPro Free是一種透明、類聚碳酸酯的材料，不含重金屬。所以它是一款極其適合用于熔模鑄造的高品質(zhì)材料。

“因為CastPro Free是一款不含銻的材料，所以在制作最終金屬件時候，不容易出現(xiàn)瑕疵問題。“Vaupell公司的高級制造技術(shù)經(jīng)理戴夫·佩萊格里諾如此說到。

CastPro Free燒毀后灰燼殘余量極低，保質(zhì)的同時節(jié)省后處理時間。

李維斯提到：“如果樹脂不能完全燒盡，對于客戶來說就是一個問題，CastPro Free燒毀后幾乎沒有殘余量是確保高質(zhì)量的關(guān)鍵?！?/span>

走在客戶的需求前面

關(guān)鍵詞：革新技術(shù)、先進(jìn)材料、交貨速度

Vaupell與3D Systems合作20多年，通過不斷革新技術(shù)，通過3D打印技術(shù)和先進(jìn)材料，為客戶開辟道路，致力于為客戶提供超出期望值的服務(wù)。

“增材制造技術(shù)取決于誰的技術(shù)更先進(jìn)、誰的品質(zhì)更好、誰的價格更有競爭力。Vaupell專注于速度和品質(zhì)。一般部件，我們能承諾您數(shù)天內(nèi)完成，除非是特別大的部件，需要更多時間。來自于3D Systems的技術(shù)支持讓我們更有信心。

延伸閱讀>>>voxeljet推出新型塑料3D打印工藝 可實現(xiàn)更高質(zhì)量的熔模鑄造