Итак, «цифровая литейка» – это литейное производство, все процессы которого оцифрованы:
• Компьютерное проектирование литейной оснастки в САПР;
• Изготовление литейной оснастки на 3D-принтере;
• Цифровой контроль залива и охлаждения расплава;
• Контроль геометрии конечного изделия с помощью 3D-сканера;
• Обработка поверхности изделия на станке с ЧПУ.
Редкая компания сегодня решится на модернизацию оборудования, ввиду объективных процессов в Российской экономике, а конкурировать жизненно необходимо. Все усложняют санкции: доступные еще вчера детали, невозможно купить ни за какие деньги.
Вот и приходится выкручиваться. Вместо покупки новой техники – глубокая модернизация старой.
Вместо замены детали – ремонт, а чаще всего изготовление собственными силами или на стороне.
Другими словами, требуется сделать работу за производителя: изготовить деталь с надежностью и качеством оригинала.
Неплохая задача, правда?
Сломалась литая деталь станка. Что в текущей ситуации делают на предприятии? Отдают деталь в конструкторский отдел, где конструкторы выполняют чертеж, передают его в цех производственной оснастки «Из девяти этапов процесса литья, мы оцифровали шесть, ускорив производство в 5-6 раз», где создается литейная форма, далее в литейном цеху получают отливку, затем инструментальщики «доводят» деталь на станке с ЧПУ и пробуют смонтировать.
Упс, не попали в размеры…
Цикл повторяется. Процесс занимает от пары недель до пары месяцев.
Станок стоит…
Если бы литейка была цифровой…
Заказчик принес нам деталь без чертежей. Необходимо изготовить ее исправную копию.
01| Цифровой процесс выглядит так: 
Оцифровка производства это не только сокращение времени выпуска готовой продукции, это исключение человеческого фактора при создании литейной оснастки.
Цифровая оснастка:
Цифровую оснастку можно виртуально «пролить» в программе и убедиться, что форма собрана верно и везде проливается, отсутствуют газовые пузыри и кристаллизация проходит в правильном направлении.
Цифра прощает ошибки, жизнь не всегда.
Пример производства отливки в «Цифровой литейке».
850 кг за 1 неделю
Задача: получить литую деталь магистрального компрессора массой 0,85 тонны.
Срок: 1 неделя.
1. Заказчик предоставил чертежи конечного изделия, но основе которых была спроектирована сама деталь.
- Конечная деталь – цилиндр компрессора для прокачки газа на магистральном трубопроводе.
- Металлоёмкость конечного изделия 850 кг.
- Материал: высоколегированная сталь
02| Внешний вид конечного изделия 
2. Далее мы спроектировали 3D-модель песчаной литейной формы.
03| Форму распечатали на 3D принтере FHZL. Вес формы – 1 тонна
Для построения песчаной формы мы использовали:
- кварцевый песок, фракции 0,2 мм
- катализатор для активации песка - 0,4% от объема песка (4 кг)
- фурановая смола - 1,8% от объема песка (18 кг)
- печать производилась на аддитивной установке FHZL PCM 1800 с камерой построения 1800×1000×700 мм
- габаритные размеры собранной песчаной формы составили 1166х878х1020 мм,
Включая литники и выпары.
- печать формы производилась в две смены, общее время печати составило 17 часов.
04| Супербыстрая печать: 1 тонна песка за 17 часов.
Затраты на 3D печать песчаной формы:
- 1 тонна песка 6 000 руб.
- катализатор (активатор) 4 кг. – 3 276 руб.
- фурановая смола (биндер) 18 кг. – 19 278 руб.
Итого: 28 554 руб. (без учета зарплаты сотрудника, электричества и т.д.)
При том, что создание той же формы традиционным способом стоит:
– 1 400 000 руб.
Срок изготовления: 1,5 месяца.
Производство 1 отливки
| Технология производства оснастки | Стоимость, руб. | Время изготовления, часов |
|---|---|---|
| 3D печать | 28 000 | 17 |
| Традиционная, ручная | 1 400 000 | 1080 |
Клиент вернулся с большим заказом.
По итогу проекта, клиент заказал еще 7 таких компрессоров.
Давайте посчитаем экономию от «цифровой литейки» в данном случае.
При традиционном процессе изготовления модельной оснастки:
Оснастку можно использовать повторно, поэтому затраты на производство оснастки делятся на 8 отливок.
Итого: 175 000 руб. за отливку.
Срок изготовления оснастки и 8 отливок – 60 дней,
От момента принятия проекта в работу, до получения готовых отливок,
При аддитивном процессе оснастка одноразовая.
Необходимо напечатать 8 комплектов.
Итого: 28 554 руб. за отливку.
Срок изготовления 8 комплектов оснасток с отливками – 5 дней, от момента принятия проекта в работу, до получения готовой отливки.
*в данных расчетах не учитывались следующие затраты:
для традиционного процесса:
- трудозатраты на формование
- затраты на смесь ПГС или ХТС (что может составлять до 15 000 руб. на отливку)
- дальнейшее хранение модельной оснастки на складе
для аддитивного процесса:
- трудозатраты на создание 3D-модели (как правило, это занимает 1 день)
Производство 8 отливок
| Технология производства оснастки | Стоимость, руб. | Время изготовления, часов |
|---|---|---|
| 3D печать | 224 000 | 120 |
| Традиционная, ручная | 1 400 000 | 1080 |
Вывод
Наша литейка сэкономила на проекте: 1 176 000 рублей.
Сэкономленные деньги сегодня приравниваются к заработанным.
Этапы процесса. Фото.
05| Сборка и окраска формы
Окрашивать стержни и формы можно противопригарными красками как на спиртовой, так и на водной основе
06| Окрашивание стержней
07| Окрашенную форму собирают и проклеивают
08| Деталь после отливки
09| Конечная деталь после выбивки
Конечно, цифровое производство накладывает и ограничения – это первоначальные инвестиции в оборудование и квалифицированные кадры.
Поэтому оперативно напечатать литейную форму Вы можете у нас:
Контакты подразделения СПИН: +7 499 213-49-20 zakaz@i3d.ru
Команда «i3D-интеграция»
Автор статьи: Алексей Ембулаев
Редактор: Денис Белый
НПО «i3D – интеграция», Апрель 2020.
