3D打印與砂型鑄造

掃街

1968年，由于賽車規(guī)則改變使得法拉利的4升330 P4無法參賽，為表達抗議，法拉利車隊抵制了這一年的比賽。在1969年，法拉利車隊帶著傳奇的法拉利312P重回賽場，這個3000cc引擎的賽車迷倒眾人，并一度取得了驕人的戰(zhàn)績。直至今日，還有人在懷念法拉利312P漂亮的外形和閃電般的速度。

法拉利312P名稱中的“312”即是指這款車有3升排量、12個汽缸。而“P”意味著它其實是一個原型車。該車60度V12發(fā)動機的馬力達到驚人的430HP，而且令人無法置信地打破了300公里/小時的當時的速度極限。
當時由于種種原因，法拉利并沒有繼續(xù)開發(fā)312P。而時間過了半個世紀，法拉利又想起了這款車，想把法拉利312P的引擎找出來翻新然后繼續(xù)開發(fā)。不幸的是對于年齡較大的汽車，特別是那些大部分使用手工打造的汽車，翻新其引擎是非常昂貴、復雜而且耗時的。傳統(tǒng)上它至少需要一年的時間，并且需要大量的金錢。

不過還好，我們現(xiàn)在生活在擁有3D打印技術的時代，德國3D打印機制造商Voxeljet在短短幾個星期內(nèi)就完成了對該款汽車的發(fā)動機的翻新。

他們首先對發(fā)動機進行了逆向工程。他們利用了移動測量臂，其能夠產(chǎn)生的氣缸的三維數(shù)據(jù)。一得到數(shù)據(jù)，Voxeljet高精度的3D打印機很順利的就打印出了七個零部件的砂模，其中包括上下箱體和五個砂芯，這就形成了一個完整的鑄模。

“逆向工程加3D打印是迄今為止復制部件最為有效的方法。”Voxeljet公司首席執(zhí)行官Ingo博士解釋說。“通常情況下，它也是快速的、以合理的成本復制某些部件的唯一方法。因此，在這方面對于3D打印技術有相當大的需求。當然，我們很高興我們的技術能夠幫助法拉利312P的發(fā)動機成功翻修。“

一旦砂模完成，他們將會被送入工廠使用一種特殊的鋁材重新鑄造出來。法拉利312P將很快再次上路！

記者：請Helmut Magg先生簡單介紹下ExOne公司，另外ExOne公司的3D打印機和業(yè)內(nèi)其他的知名公司比如3D Systerms和EOS的技術和產(chǎn)品有何不同？
　　Helmut Magg:ExOne成立于1999年，今年剛在納斯達克上市。我們S-Max產(chǎn)品使用的技術和3D Systerms以及EOS的技術是不同的，這兩家的產(chǎn)品都是采用激光鐳射技術，主要分為SLS(選擇性激光燒結)和SLA(立體光刻造型技術)兩種技術。而我們采取的是Binder Jetting Techonolgy(噴墨砂型打印技術)，另外我們只有工業(yè)級的3D打印機，并不做個人3D打印機產(chǎn)品。當然除了S-Max外我們也做激光鐳射技術的3D打印機，但S-Max系列才是我們的特有產(chǎn)品。
　　記者：能否具體介紹一下你們的噴墨砂型打印技術的工作原理？
　　Helmut Magg:SLS和SLA兩種技術主要采用激光熱熔技術，這種技術下3D打印機機的工作狀態(tài)可以理解為以一個點一個點來成型，然后直接做出產(chǎn)品。而我們的Binder Jetting Techonolgy則是一個平面一個平面打印，直到做出產(chǎn)品的砂型，然后用傳統(tǒng)的鑄造技術和這個砂型制造出需要的產(chǎn)品。
　　記者：這項技術和SLS和SLA比，有何優(yōu)勢和劣勢？
　　Helmut Magg:SLS和SLA的技術，二者在打印塑料和金屬為原材料的產(chǎn)品時，能直接成型，制造速度更快。但是這兩種激光鐳射技術的3D打印，能做出的產(chǎn)品尺寸小，而且對于原材料的要求也有很大的限制，SLA技術只能打印各種3D塑料產(chǎn)品，SLS則只能打印特定的金屬材質(zhì)的產(chǎn)品。而用噴墨砂型打印技術，目前我們的S-Max系列產(chǎn)品最大能打印出長1.8米×寬1米×高0.7米的砂型產(chǎn)品，比SLS和SLA技術下的產(chǎn)品尺寸大出許多；另外，因為我們只打印砂型而不是直接打印產(chǎn)品，所以可以用砂型制作各種金屬的產(chǎn)品甚至各種合金都可以灌注入砂型成型。
　　記者：也就是說，噴墨砂型打印技術其實是用3D打印技術節(jié)省了傳統(tǒng)設備制造業(yè)中制造砂型的漫長時間？
　　Helmut Magg:是的。傳統(tǒng)制造砂型的過程短則1個月多則需數(shù)月，而3D打印砂型缺耗時很少，比如一臺發(fā)動機的3D打印砂型也只需11個小時就可制作完成。
　　記者：Helmut Magg先生，能否介紹下ExOne在全球的銷售情況和產(chǎn)品售價？
　　Helmut Magg:我們成立至今一共賣出72臺3D打印機，每臺售價在100萬歐元左右，主要銷售市場是美國、歐洲，以及亞洲。

3D打印技術的迅速白熱化，炒紅了國內(nèi)外股市，也突然間讓一向默默無聞的大連理工大學材料科學與工程學院教授姚山及其團隊備受關注。然而，姚山卻表示，3D打印技術應該理性“降溫”，因為“技術上無法生成高精度的工業(yè)制件，就不可能完全擺脫傳統(tǒng)的制作方法”。
姚山團隊走的是一個“中間路線”，用3D打印技術制作砂型（芯）。在他的實驗室里，有3D打印出來的輪胎花紋砂型、螺旋槳砂型、汽車沖壓模具砂型及其水道砂芯、動物雕像等等，只不過它們都是清一色的“沙色”，他笑著把它們稱作“丑姑娘”。
　　“姑娘”雖“丑”，但卻能派上用場。經(jīng)3D打印生成的砂型結合傳統(tǒng)的鑄造技術就可以獲得金屬的樣件或毛坯，比起傳統(tǒng)的鑄造方法，這種基于數(shù)字化技術的鑄件在精度及其穩(wěn)定性上有了很大的提高，可以直接用于數(shù)控精加工制得金屬模具。用于鑄型（芯）3D打印的材料是鑄造用的覆膜砂，成本每噸只有1000~2000元。

點評：
3D砂型打印可與現(xiàn)有工業(yè)生產(chǎn)嫁接。

小馬仔321

很不錯，3D打印是大的方向

逆轉的地球55

我們公司買的3d打印機打印產(chǎn)品質(zhì)量太差，果然是一分價錢一分貨呀

啟中

3D打印的局限性還是很難逾越，就是所謂的金屬的“相”