鑄造是裝備制造業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，我國(guó)鑄造產(chǎn)量連續(xù)16年穩(wěn)居世界第一，是名副其實(shí)的鑄造大國(guó)。然而，傳統(tǒng)的鑄造設(shè)備以混砂機(jī)為主，勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低。最讓人糟心的是工作環(huán)境惡劣，工人經(jīng)常白臉進(jìn)去，黑臉出來(lái)，時(shí)間久了，一線技術(shù)人員流失嚴(yán)重。



▲六年前寧夏的一家鑄造廠

這是六年前寧夏的一家鑄造廠，廠區(qū)充斥著粉塵、噪音，污染嚴(yán)重。六年后，這里已經(jīng)變成一個(gè)全新的3D打印基地。他們，正在顛覆著傳統(tǒng)意義的鑄造生產(chǎn)。



▲六年后全新的3D打印基地

在這個(gè)智能車間，三名工人管理著14臺(tái)3D打印機(jī)，這些打印機(jī)24小時(shí)作業(yè)。寧夏共享集團(tuán)董事長(zhǎng)彭凡，在臟亂差的鑄造廠干了30多年，他立志要做鑄造產(chǎn)業(yè)的顛覆者。

什么是3D打印？

其實(shí)就是分層疊加技術(shù)，是一個(gè)從三維降到二維、再升到三維的過程。這項(xiàng)技術(shù)首先利用切片軟件將實(shí)體沿高度方向切成薄層，這個(gè)步驟可近似看成，一個(gè)平面一層一層進(jìn)行打印，再疊加起來(lái)形成立體。3D打印技術(shù)在鑄造領(lǐng)域有一個(gè)分支，名叫3DP，目前在業(yè)內(nèi)生產(chǎn)效率最高，成本相對(duì)較低，最易于產(chǎn)業(yè)化推廣。



以前做一個(gè)鑄件，必須先做出一模一樣的模型，做完得兩個(gè)月。而鑄造3D打印沒有模型，只要直接將陰膜打印出來(lái)，再澆上鐵水或鋼水即可。鑄件也不需要人工組配，一周左右就能做出成品。

3D打印各種規(guī)格的砂芯也是由智能無(wú)人駕駛運(yùn)載工具進(jìn)行無(wú)縫運(yùn)載作業(yè)。在鑄造3D打印智能工廠車間里，移動(dòng)機(jī)器人、桁架機(jī)器人、微波烘干設(shè)備、立體倉(cāng)庫(kù)等組成智能流水線，生產(chǎn)效率是同等規(guī)模傳統(tǒng)鑄造的5倍以上。據(jù)了解，整個(gè)車間每班僅需7人，全部工作在空調(diào)環(huán)境，無(wú)吊車、無(wú)重體力勞動(dòng)，而且實(shí)現(xiàn)了零排放。



車間里，正在打印的是大型水電機(jī)組整鑄轉(zhuǎn)輪砂型。噴頭射出的樹脂與砂子里的固化劑發(fā)生反應(yīng)后固化，勾畫出砂型截面圖形。轉(zhuǎn)輪砂型要通過2000層堆疊，每層砂子的厚度只有0.3毫米，只要有一層沒有達(dá)到水平，之后所有的砂層都將傾斜，導(dǎo)致整個(gè)砂型報(bào)廢。



16個(gè)小時(shí)，晝夜不停，一個(gè)形狀復(fù)雜、直徑4.6米的整鑄轉(zhuǎn)輪砂型終于打印出來(lái)，尺寸精度誤差不到1毫米。



而在總裝車間里，一臺(tái)鑄造砂型3D打印設(shè)備正在進(jìn)行框架總體吊裝，用它可以打印一個(gè)3噸重的成年非洲大象模型。



以發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋鑄件為例。原先用金屬模具得做近20個(gè)砂型零件，需要一個(gè)高技能工精密組裝出來(lái)，是一個(gè)高級(jí)技工培訓(xùn)半年才能干的工作。而采用3D打印技術(shù)一次就能打印完成，誤差也從原來(lái)的1毫米降到了0.3毫米，生產(chǎn)效率提高約35倍，成品率提高了20%30%。

鑄件生產(chǎn)由復(fù)雜變得簡(jiǎn)單，傳統(tǒng)的鑄造生產(chǎn)方式則由“黑色”變?yōu)椤熬G色”。隨著生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)零排放，以前的翻砂車間搖身一變成了空調(diào)工廠，徹底顛覆以手工為主的多品種小批量砂型鑄造生產(chǎn)方式。



的共享裝備鑄造3D打印智能工廠是世界首個(gè)萬(wàn)噸級(jí)鑄造 3D 打印智能工廠。突破了“球墨鑄鐵件UT 標(biāo)準(zhǔn)”“液力緩速器”等世界性難題，在國(guó)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了大型3D打印機(jī)在鑄造行業(yè)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。如今，這里已成為國(guó)務(wù)院認(rèn)定的 7 個(gè)國(guó)家雙創(chuàng)示范企業(yè)之一，發(fā)改委確定的國(guó)家智能鑄造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心，工信部批準(zhǔn)建設(shè)的國(guó)家增材制造創(chuàng)新中心。



與世界先進(jìn)水平相比，3D打印設(shè)備材料成本降低2/3，打印效率提高3~5倍，設(shè)備成本下降2/3。有效地帶動(dòng)了產(chǎn)業(yè)鏈上下游的發(fā)展，引領(lǐng)中國(guó)鑄造轉(zhuǎn)型升級(jí)。