鑄造是裝備制造業(yè)的基礎產業(yè)，我國鑄造產量連續(xù)16年穩(wěn)居世界第一，是名副其實的鑄造大國。然而，傳統的鑄造設備以混砂機為主，勞動強度大，效率低。最讓人糟心的是工作環(huán)境惡劣，工人經常白臉進去，黑臉出來，時間久了，一線技術人員流失嚴重。



▲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，污染嚴重。六年后，這里已經變成一個全新的3D打印基地。他們，正在顛覆著傳統意義的鑄造生產。



▲六年后全新的3D打印基地

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

什么是3D打印？

其實就是分層疊加技術，是一個從三維降到二維、再升到三維的過程。這項技術首先利用切片軟件將實體沿高度方向切成薄層，這個步驟可近似看成，一個平面一層一層進行打印，再疊加起來形成立體。3D打印技術在鑄造領域有一個分支，名叫3DP，目前在業(yè)內生產效率最高，成本相對較低，最易于產業(yè)化推廣。



以前做一個鑄件，必須先做出一模一樣的模型，做完得兩個月。而鑄造3D打印沒有模型，只要直接將陰膜打印出來，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人駕駛運載工具進行無縫運載作業(yè)。在鑄造3D打印智能工廠車間里，移動機器人、桁架機器人、微波烘干設備、立體倉庫等組成智能流水線，生產效率是同等規(guī)模傳統鑄造的5倍以上。據了解，整個車間每班僅需7人，全部工作在空調環(huán)境，無吊車、無重體力勞動，而且實現了零排放。



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



16個小時，晝夜不停，一個形狀復雜、直徑4.6米的整鑄轉輪砂型終于打印出來，尺寸精度誤差不到1毫米。



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



以發(fā)動機氣缸蓋鑄件為例。原先用金屬模具得做近20個砂型零件，需要一個高技能工精密組裝出來，是一個高級技工培訓半年才能干的工作。而采用3D打印技術一次就能打印完成，誤差也從原來的1毫米降到了0.3毫米，生產效率提高約35倍，成品率提高了20%30%。

鑄件生產由復雜變得簡單，傳統的鑄造生產方式則由“黑色”變?yōu)椤熬G色”。隨著生產實現零排放，以前的翻砂車間搖身一變成了空調工廠，徹底顛覆以手工為主的多品種小批量砂型鑄造生產方式。



的共享裝備鑄造3D打印智能工廠是世界首個萬噸級鑄造 3D 打印智能工廠。突破了“球墨鑄鐵件UT 標準”“液力緩速器”等世界性難題，在國內率先實現了大型3D打印機在鑄造行業(yè)產業(yè)化應用。如今，這里已成為國務院認定的 7 個國家雙創(chuàng)示范企業(yè)之一，發(fā)改委確定的國家智能鑄造產業(yè)創(chuàng)新中心，工信部批準建設的國家增材制造創(chuàng)新中心。



與世界先進水平相比，3D打印設備材料成本降低2/3，打印效率提高3~5倍，設備成本下降2/3。有效地帶動了產業(yè)鏈上下游的發(fā)展，引領中國鑄造轉型升級。