Favorable à l'environnement et économique : La résine phénolique a basé l'impression 3D

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Cette technologie a déjà ouvert une nouvelle possibilité pour l'industrie de fonderie, à savoir la production rapide et économique des bâtis complexes. Les processus de fabrication classiques montrent des faiblesses ou atteignent leurs limites. Avec 3D imprimant la technologie, si pour des prototypes, différentes pièces ou petites séries, les géométries apparemment impossibles peuvent être produites rapidement, avec précision et de manière rentable. La vitesse et les possibilités libres de conception sont les fonctionnalités clé de cette technologie. En outre, l'utilisation des systèmes d'impression du grand-format 3D et un large éventail de matériaux pour beaucoup de secteurs ouvrent de plus en plus de nouvelles possibilités pour l'usage. Dans le même temps, la technologie est employée dans l'industrie automobile pour la construction, l'industrie de pompe et l'aviation.

Un nouveau système de matériaux utilisant la résine phénolique a basé des reliures offre des avantages en termes de force, recyclage, consommation réduite de gaz et amitié environnementale.

Production économique des prototypes et des petites séries

Par la production toolless des moules de sable et des noyaux de sable, quelque chose de différentes pièces à de petites séries de plusieurs milliers de pièces peut être produit économiquement. La complexité des formes et les noyaux ne sont aucun objet pour l'impression 3D, à la différence de la production conventionnelle. C'est parce que le coût d'impression 3D n'est pas attaché à la complexité du composant.

Premièrement, des dégagements et les angles d'ébauche n'ont pas besoin d'être considérés. Deuxièmement, des technologies de moulage nécessaires telles que les systèmes de déclenchement peuvent être construites et communiquées directement dans la configuration. En outre, des modifications aux composants peuvent être apportées avec souplesse, rapidement et facilement. Le but est de réduire de manière significative le temps et des coûts entraînés dans la production de forme et de noyau et pour pouvoir produire economially les géométries complexes par conséquent, une conception hybride combinant l'impression 3D et la production conventionnelle peuvent être employés comme option.

Dans le cas spécifique de la production d'un noyau de sable pour une roue de turbine, ces facteurs peuvent être particulièrement significatifs. Dans la production conventionnelle, les différents segments du noyau de roue de palette doivent réuni, qui est coûteux. Cependant, avec l'impression 3D, le noyau entier de turbine peut être produit dans une d'une seule pièce. Ceci signifie que des pièces moulées peuvent être assemblées et moulées d'une façon simple, précise et reproductible.

Conditions pour de nouveaux processus matériels dans l'impression de sable

Un système matériel qui a été déjà essayé - et - examiné pour un large éventail d'alliages et avec des années d'expérience offre un procédé impression qui emploie une résine à furanne de froid-traitement comme reliure (attache directe organique - ou ODB pour faire court) pour coller les couches de sable de quartz ensemble. Cependant, ce processus qui peut seulement être attaché par l'intermédiaire des inscriptions de noyau dans la production des noyaux sensibles en particulier, tend de ce fait à atteindre ses limites. Les surfaces de moulage pauvres, par exemple par la minéralisation, est une bonne raison pour les sables spéciaux alternatifs. Ici, par exemple, le kerphalite et les sables de cerabeads, certains dont peut être encore mélangé aux additifs, solutions d'offre, mais est plus cher que le sable de quartz.

Un processus developpé récemment de sable, qui est une alternative au processus d'ODB, est la soi-disant méthode Phénol-Direct-contraignante, processus d'APB pour faire court. Comme pour le processus d'ODB, une couche mince de sable est au commencement appliquée. Après que l'application posée du sable, le matériel obligatoire basé sur phénol soit appliquée au sable utilisant une tête d'impression. La phase finale dans le processus implique de placer une lampe infrarouge au-dessus du champ de construction pour réchauffer le sable et traite ainsi le matériel obligatoire. La plate-forme de construction est réduite à une force de stratification. Plus tard, le revêtement est suivi d'une nouvelle couche de matériel particulaire sujet au chauffage simultané. Le processus est alors continué jusqu'à ce que la partie moulée soit imprimée entièrement.

Avantages de l'attache directe de phénol

Dans la comparaison directe, le nouveau processus d'APB a beaucoup d'avantages par rapport au processus conventionnel d'ODB.

Dans l'industrie automobile en particulier, les noyaux de sable sont de plus en plus complexes en leur nature. Les exemples ici sont des noyaux de veste d'eau, des éléments hydrauliques ou des noyaux coûteux de collecteur d'échappement. Nous avons déjà vu la résistance à la flexion accrue des pièces imprimées d'APB (² de 250-500 N/cm - force basée sur l'orientation dans l'espace d'assemblée) au-dessus des pièces d'ODB (² de 230-330 N/cm - force basée sur l'orientation dans la salle d'assemblée).

Les « longs et minces noyaux deviennent de plus en plus exigeants, qui est pourquoi nos fonderies atteignent de plus en plus leurs limites, en dépit de leur liberté de conception dans l'impression 3D basée sur résine de furfuranne. Dans un cas particulier au sujet d'un bec de culasse, le noyau de veste d'eau s'est à plusieurs reprises cassé parce que la force dans le procédé impression n'a pas résisté à la pression du métal fondu. Un bâti « droit », afin d'exercer un bas moment de flexion sur le noyau, n'exige aucune amélioration. Selon les exigences de client, le contenu de reliure et la perte de recuit peuvent être avec souplesse adaptés, qui a finalement comme conséquence les résultats désirés pour le noyau mentionné, imprimé dans l'APB, avec une résistance à la flexion de ² de 390 N/cm » selon Alexander Kudernatsch, vice-président des services au voxeljet.

En outre, le nouveau processus d'APB est plus favorable à l'environnement puisque le sable excédentaire est presque 100% réutilisé et peut être réutilisé et le matériel obligatoire offre le contenu réduit de polluant.

Kudernatsch : « En plus de l'utilisation actuelle du sable de quartz, nous voyons davantage de potentiel dans l'utilisation des sables spéciaux à l'avenir. Puisque nous travaillons avec de la résine thermodurcissable, nous pouvons imprimer avec différents matériaux de particules dans le processus d'APB. En outre, la matière première qualifiée est traitée dans un état cru, des matériaux de processus supplémentaires économisants et un matériel tel que les activateurs et l'équipement de mélange. Après la qualification du sable, les clients de machine peuvent également l'obtenir directement sur le site qui réduit les coûts et les dépenses de logistique de manière significative ».

Basé sur la grande demande et la livraison naissante de machine, il y a actuellement seulement capacité limitée interne pour des ordres d'APB de client (dimensions disponibles 1000 x 600 x 500mm). « Néanmoins, nous imprimons des pièces d'essai pour que nos clients fournissent un aperçu du comportement de moulage des pièces de phénol, » dit Kudernatsch. Le plan pour 2017 est d'avancer plus loin la capacité de machine d'APB de satisfaire une demande croissante.