Peças fundidas de substituição críticas entregues rapidamente com impressão 3D em areia

Jul 23, 2023

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Peças de reposição críticas e fundidos de difícil obtenção geralmente sofrem com os longos prazos de entrega, causados ​​principalmente pela espera para adquirir padrões tradicionais ou caixas de núcleo. A aquisição dispendiosa de ferramentas usinadas em madeira ou metal para vazamentos de baixo volume ou pontuais geralmente não é econômica.

No entanto, os fundidos mais críticos, geralmente para aplicações de infraestrutura ou transporte, estão em alta demanda e os atrasos na cadeia de suprimentos são cada vez mais comuns. Tecnologias disruptivas estão impulsionando o crescimento com a próxima geração de peças fundidas.

A fundição digital usando impressão 3D a jato de ligante elimina o alto custo e os prazos de entrega de meses das ferramentas tradicionais de fundição. O processo de impressão 3D em areia usa dados digitais para substituir ferramentas imprimindo moldes e machos em areia diretamente de arquivos CAD. Não há atrasos na espera por novos padrões a serem criados ou caixas de núcleo a serem reparadas após anos de armazenamento. Peças legadas podem ser fornecidas sem o custo inicial de criar novas ferramentas para fornecer uma única, mas crítica, fundição de substituição.

Cadeias de suprimentos sem risco com jato de areia produzindo moldes e núcleos de fundição diretamente de modelos digitais que diminuem drasticamente os prazos de entrega, o investimento em ferramentas e os defeitos de fundição

As fundições, assim como os produtores de outros setores industriais, estão se beneficiando da integração da impressão 3D para resolver os desafios da cadeia de suprimentos e estão operando com mais eficiência enquanto superam as expectativas dos clientes ao fornecer peças fundidas rápidas para peças de reposição.

A impressão 3D em areia tem sido usada em fundições por mais de duas décadas para criar ferramentas de fundição de metal e os sistemas atuais de injeção de ligantes produzem moldes e núcleos de precisão com saída de volume de produção. Um cabeçote de impressão industrial deposita seletivamente um aglutinante em um leito de partículas de areia, criando uma parte sólida, uma camada fina por vez, semelhante à impressão em folhas de papel.

A ExOne trabalha para ajudar a quantificar a necessidade de tecnologia de impressão 3D em areia para construir uma estrutura para a aquisição de fundidos de substituição rápida. Juntamente com parceiros em vários setores de missão crítica, estamos trabalhando para desenvolver atributos definidos e limites associados para estabelecer um método de quando é eficiente e econômico obter peças fundidas feitas de moldes e núcleos digitais.

Os benefícios da impressão 3D também podem ser aproveitados para melhorar a qualidade de componentes difíceis de obter que geralmente apresentam problemas de qualidade e consistência durante a fundição. A construção de formas com jato de ligante fornece uma liberdade de projeto que permite a inovação em ferramentas de fundição – criando geometrias complexas e consolidadas que permitem redução de peso e desempenho otimizado da peça, o que não é possível com processos tradicionais.

A liberdade de design da manufatura aditiva libera benefícios como a consolidação do núcleo para reduzir o refugo ou recursos de montagem orgânica que ajudam a obter sucesso nos primeiros vazamentos para colocar fundidos críticos de precisão em serviço rapidamente.

Os motores marítimos operam em ambientes hostis com exposição constante à umidade e à água, geralmente água salgada, que deterioram os componentes do motor. Como os motores a diesel criam combustão a partir da alta pressão e calor do cilindro, eles devem funcionar em altas taxas de compressão para gerar calor suficiente para auto-ignição do combustível diesel.

As cabeças dos cilindros são componentes críticos do motor que suportam outras partes importantes, como os injetores de combustível e as válvulas de admissão e escape. Localizados no topo do flange da camisa e presos ao bloco de cilindros com porcas e parafusos, eles são expostos a temperaturas e pressões extremamente altas, expandindo e contraindo à medida que o motor esquenta e esfria rapidamente.

Devido a essas condições ambientais, os motores a diesel marítimos devem ser construídos para suportar as pressões extremas envolvidas nos altos requisitos de resfriamento.

A Hi-Tech Marine Engineering, um estaleiro na Tailândia, se deparou com um cabeçote com rachaduras causadas pelo grande estresse causado pelo superaquecimento. Com um negócio que opera todos os dias da semana, o cargueiro precisava de um reparo rápido para retornar ao serviço, mas o componente quebrado tinha quase uma década e não era mais produzido pelo fornecedor OEM. "O tempo de entrega é crítico em nosso negócio - não podemos esperar pelas peças porque estamos em operação constante, então precisamos de retornos rápidos dentro do orçamento", disse Aomthep CheinSuwan, proprietário da HiTech Marine.