為了更快速，更經(jīng)濟地生產(chǎn)用于金屬鑄造的砂型鑄造模具，車輛技術(shù)制造商Lütgemeier通過voxeljet-維捷的VX1000 3D打印系統(tǒng)，不僅加速了特殊零部件的生產(chǎn)，還提升了零部件的性能。voxeljet-維捷的3D打印系統(tǒng)可在復(fù)雜零部件的生產(chǎn)中節(jié)省高達(dá)60％的時間。

圖片來源：voxeljet-維捷

量身定制的渦輪增壓器外殼顯著提高動力性能。

Tailor made turbochargers with enlarged compressor housings contribute to the enormous increase in Performance.

復(fù)雜零件的挑戰(zhàn)

高性能的特殊零件

     對于現(xiàn)代賽車或性能增強的豪華車來說，要獲得高達(dá)900馬力的功率，并在不到4秒的時間內(nèi)從0加速到100公里/小時，這些性能都需要專門定制的、精細(xì)設(shè)計的零部件來實現(xiàn)。這些零件包括特別的壓縮機殼體，變速箱，渦輪增壓器，油泵和節(jié)流閥體等，這些特殊的零件由專業(yè)制造商生產(chǎn)，例如德國 Bielefeld 附近的Lütgemeier公司。

     Lütgemeier公司為著名的汽車制造商生產(chǎn)汽車發(fā)動機等核心零件，這家公司提供一站式的交付服務(wù)，可以在公司內(nèi)部處理整個制造過程。從組件的設(shè)計，到鑄造和后處理，一直到裝配和質(zhì)量保證，一切都在Lütgemeier公司內(nèi)部進行。

從圖紙到最終零件

一站式服務(wù)

    在汽車行業(yè)，零件的幾何形狀設(shè)計變得越來越復(fù)雜。其中，鑄造用模具的生產(chǎn)變得更加昂貴和耗時，因為需要精心制造這些特殊的模具。為了保證客戶的靈活性和短交貨時間，Lütgemeier開始采用3D打印的方式來制造鑄造用模具。Lütgemeier公司先是通過voxeljet-維捷來提供打印服務(wù)，隨著需求量的上升，Hülsmann投資了voxeljet-維捷的VX1000設(shè)備，這是一種專業(yè)的工業(yè)應(yīng)用3D打印系統(tǒng)。尺寸為2800 x 2400 x 2300 mm，重量為3.5噸。

圖片來源：voxeljet-維捷

    Lütgemeier公司發(fā)現(xiàn)VX1000的3D打印過程非?？煽浚谛枨蟮母叻迤?，設(shè)備的利用率是100%。VX1000可實現(xiàn)砂型鑄造模具的自動化生產(chǎn)，用戶只需要將CAD文件-砂模的數(shù)字設(shè)計圖上傳到3D打印系統(tǒng)上。通過層層涂覆酚醛樹脂粘結(jié)劑，將砂子根據(jù)所需要的形狀粘結(jié)在一起。3D打印結(jié)束后，員工提取成品模具，并用壓縮空氣或刷子去除多余的硅砂。3D打印的砂型模具不僅可以用于生產(chǎn)鋁等輕質(zhì)合金，還可以用于鑄造高耐熱鋼。

圖片來源：voxeljet-維捷

   鑄造完成后，Lütgemeier的汽車專家可以直接對組件進行完整的后處理。通過5軸銑床、車床進行后期的精加工，并通過多種測量設(shè)備來檢測質(zhì)量。

靈活且強壯

節(jié)約時間與成本，釋放設(shè)計自由度

     全球最頂級的改裝公司BRABUS-巴博斯公司是Lütgemeier公司的客戶，BRABUS 40多年來一直專注于梅賽德斯奔馳汽車的改裝。其中，BRABUS創(chuàng)造了基于梅賽德斯AMG G 65的BRABUS G900改裝車。

圖片：雙渦輪增壓的BRABUS G900改裝車

     BRABUS G900號稱全球最強越野車，全球限量銷售10輛，內(nèi)置V12雙渦輪增壓發(fā)動機可提供令人難以置信的900馬力，并在短短3.9秒內(nèi)將車速提升至100公里/小時。而來自Lütgemeier的通過voxeljet-維捷3D打印的壓縮機外殼的定制渦輪增壓器助力于這一性能的實現(xiàn)。

圖片來源：voxeljet-維捷

    不僅實現(xiàn)了性能的明顯提升，通過3D打印生產(chǎn)復(fù)雜的砂鑄模具可節(jié)省60％的時間。自動化提供了更高的靈活性和生產(chǎn)力，并最終提供了高水平的客戶滿意度。提高發(fā)動機的性能是非常耗費時間和成本的，這就是3D打印是完美解決方案的原因。通過逐層構(gòu)造，可以制造出無法使用傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的幾何形狀和組件。3D打印釋放了設(shè)計的自由度，設(shè)計師不必注意拔模角度，分割線或底切，還可以實現(xiàn)最精細(xì)的內(nèi)部幾何形狀。當(dāng)然這其中還減少了生產(chǎn)砂型鑄造模具的成本，目前來說批量越小，通過粘結(jié)劑噴射3D打印技術(shù)的成本效益明顯。此外，打印過程中沒有發(fā)生粘結(jié)的硅砂也是百分之百可回收的，可以重復(fù)用于下一次3D打印。

3D打印的模具是否可以承受鑄造過程中金屬流入的高鑄造壓力？ 結(jié)果表明，酚醛樹脂作為粘結(jié)劑，使得3D打印的砂芯可以實現(xiàn)更高水平的穩(wěn)定性，足夠穩(wěn)定可靠地承受金屬鑄造的壓力。