Промышленные применения AT & 3D решений для профессионалов

Цифровая литейка: Как мы заработали миллион.

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.

 

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 надёжностью 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 чертёж, передают его в цех производственной оснастки, где создаётся 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 принёс нам деталь без чертежей. Необходимо изготовить её исправную копию.

01| Цифровой процесс выглядит так:

 2020-04-15_19-04-42.png

2020-04-15_19-05-32.png

2020-04-15_19-05-44.png

Оцифровка производства это не только сокращение времени выпуска готовой продукции, это исключение человеческого фактора при создании литейной оснастки.  

    13.jpg

 

Цифровая оснастка:

25.jpeg

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

   26.jpeg

2. Далее мы спроектировали 3D-модель песчаной литейной формы.

03| Форму распечатали на 3D принтере FHZL. Вес формы – 1 тонна

27.jpeg

Для построения песчаной формы мы использовали:

-   кварцевый песок, фракции 0,2 мм

-   катализатор для активации песка - 0,4% от объёма песка (4 кг)

-   фурановая смола - 1,8% от объёма 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

28.jpeg

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 учёта 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 ещё 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 расчётах 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

14.jpg     15.jpg     

Окрашивать стержни и формы можно противопригарными красками как на спиртовой, так и на водной основе

06| Окрашивание стержней

16.jpg     17.jpg

07| Окрашенную форму собирают и проклеивают

18.jpg     19.jpg

08| Деталь после отливки

20.jpg     21.jpg

09| Конечная деталь после выбивки

22.jpg     23.jpg

Конечно, цифровое производство накладывает и ограничения – это первоначальные инвестиции в оборудование и квалифицированные кадры.

Поэтому оперативно напечатать литейную форму Вы можете у нас:

https://3D-fab.ru

3D FAB – это сеть производственных предприятий. Загрузите модель в онлайн калькулятор: система рассчитает её стоимость исходя из технологии и материала печати.

С уважением,

Команда «i3D-интеграция»

 

Автор статьи: Алексей Ембулаев

Редактор: Денис Белый

НПО «i3D – интеграция», Апрель 2020.