การลงทุนหล่อแบบใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ

ส่วนที่ 1. การหล่อแบบ Investment Casting คืออะไร?

"การหล่อ" เป็นกระบวนการผลิตที่วัสดุของเหลว (เช่น โลหะหลอมเหลว) ถูกเทลงในแม่พิมพ์ซึ่งมีโพรงกลวงในรูปทรงที่ต้องการ (เช่น รูปทรง ) แล้วปล่อยให้แข็งตัว ชิ้นส่วนที่แข็งตัวแล้ว (โลหะ ) จะถูกดันออกมาเป็นชิ้นงานที่ผู้ผลิตต้องการ

what's casting

"Investment" เป็นคำนามของคำว่า "invest" ซึ่งมีความหมายมากกว่า 9 ความหมายเมื่อดูในพจนานุกรม ขณะที่ความหมายที่พบบ่อยที่สุดของ "invest" คือการใช้เงินในเชิงเศรษฐกิจ (เช่น การลงทุนในตลาดหุ้นเพื่อทำกำไร) ความหมายของ "invest" ในบริบทของการผลิตการหล่อหมายถึงการคลุม ล้อมรอบ หรือห่อหุ้มบางสิ่งบางอย่าง

ในกระบวนการ investment casting เริ่มต้นด้วยการสร้างแบบแว็กซ์ของชิ้นงาน (เช่น แหวนแว็กซ์) การประกอบแหวนแว็กซ์บนสลักเกลียว (จึงดูคล้ายต้นไม้แว็กซ์) จากนั้นต้นไม้แว็กซ์จะถูกเคลือบหรือ "ลงทุน" ด้วยวัสดุทนไฟเพื่อสร้างเปลือกปิดที่เททองคำหลอมเหลวลงไปเพื่อสร้างชิ้นส่วนที่ต้องการ (แหวนทองคำ) วัสดุลงทุนนี้มักเป็นยิปซั่มเหลว คุณสมบัติของปูนยิปซั่ม เช่น จุดหลอมเหลวสูงและทนต่อความร้อนกระทันหัน ทำให้เหมาะสมสำหรับใช้ในกระบวนการหล่อแบบลงทุน

wax patterns for investment casting

▲ แหวนแว็กซ์ที่พิมพ์ด้วย 3D ((ซ้าย) & การทำต้นไม้แว็กซ์ (ขวา)

investing 3D printed wax patterns

▲ นำต้นไม้แว็กซ์ใส่ในภาชนะและเคลือบด้วยปูนยิปซั่มเหลว

เมื่อเปลือกปูนยิปซั่มแข็งตัวภายใต้ความร้อนสูง เปลือกปูนยิปซั่มจะถูกคว่ำลงและแหวนแว็กซ์จะถูกหลอมละลายและระบายออกไป เหลือเพียงแม่พิมพ์ปูนยิปซั่ม จากนั้นทองคำหลอมเหลวจะถูกเทลงในแม่พิมพ์นี้เพื่อสร้างแหวนทองคำสำเร็จรูป และตอนนี้เราก็เข้าใจว่าทำไมการหล่อแบบลงทุนจึงถูกเรียกอีกชื่อหนึ่งว่าการหล่อแบบแว็กซ์หายไป

อุตสาหกรรมการหล่อแบบลงทุนมีบทบาทสำคัญในการผลิตชิ้นส่วนโลหะในอุตสาหกรรมอวกาศ (ใบพัดกังหัน, ชิ้นส่วนเครื่องยนต์), ในภาคการแพทย์ (การปลูกถ่ายสะโพก/เข่า), ในเครื่องจักรอุตสาหกรรม (เฟืองและคันโยกที่ซับซ้อน), และในอุตสาหกรรมเครื่องประดับและศิลปะ (แหวน, กำไล) การหล่อแบบลงทุนกับการพิมพ์ 3 มิติ มีความสัมพันธ์กันอย่างไร?

ส่วนที่ 2. การหล่อแบบลงทุนได้รับประโยชน์จากเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติอย่างไร?

การหล่อแบบลงทุนได้รับประโยชน์จากเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติในขั้นตอนการเตรียมการสำหรับการหล่อแบบลงทุน - การทำแบบแว็กซ์ เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติเข้ามาช่วยในด้านการผลิตแบบแว็กซ์อย่างรวดเร็ว

โดยการป้อน วัสดุแว็กซ์ เครื่องพิมพ์แว็กซ์ 3 มิติจะพิมพ์แหวนแว็กซ์จำนวนมากออกมาโดยตรง ขั้นตอนมีดังนี้:

① ออกแบบโมเดลแว็กซ์ 3 มิติบนคอมพิวเตอร์ ---> ② พิมพ์ 3 มิติ ---> ③ ได้แหวนแว็กซ์จำนวนมากพร้อมกัน

ในทางตรงกันข้าม วิธีดั้งเดิมในการทำแบบแว็กซ์ซับซ้อนกว่ามาก ขั้นตอนมีดังนี้:

① ช่างฝีมือทำตัวอย่างแหวนโลหะด้วยมือ ---> ② เคลือบและทำแม่พิมพ์ซิลิโคน ---> ③ ฉีดแว็กซ์เหลวลงในแม่พิมพ์ซิลิโคนเพื่อทำแหวนแว็กซ์ ---> ④ ทำซ้ำขั้นตอนสุดท้ายเพื่อทำแหวนแว็กซ์ที่สอง ---> ⑤ ทำแหวนแว็กซ์เพิ่มขึ้น...

ในกระบวนการดั้งเดิม ขั้นตอนแรกของการทำแบบแว็กซ์คือการสร้างแบบแหวนโลหะจริงด้วยมือโดยบุคคลเป็นตัวอย่างผลิตภัณฑ์ ขั้นตอนนี้ใช้เวลานานและใช้แรงงานมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการออกแบบที่ซับซ้อน หลังจากได้ตัวอย่างแหวนโลหะแล้ว ยังต้องผ่านหลายขั้นตอนก่อนจะได้แหวนแว็กซ์จำนวนมากมาใช้ในต้นไม้แว็กซ์

เมื่อเปรียบเทียบการหล่อแบบลงทุนกับการพิมพ์ 3 มิติ ในวิธีใหม่ของการพิมพ์แว็กซ์ 3 มิติ เราสร้างโมเดลตัวอย่างบนซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ ซึ่งไม่เพียงแต่ลดต้นทุนและแรงงาน แต่ยังเก็บผลลัพธ์การทำงานในรูปแบบดิจิทัล ครั้งต่อไปที่สร้างแบบแว็กซ์ เราจะไม่เริ่มจากศูนย์! นอกจากนี้ เมื่อใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ แบบแว็กซ์ไม่ได้ถูกพิมพ์ทีละชิ้น แต่พิมพ์พร้อมกันบนแผ่นเดียวกัน!

3D printing wax patterns

▲ แหวนแว็กซ์ที่พิมพ์ด้วย 3D

ส่วนที่ 3. เรื่องราวผู้ใช้ในอุตสาหกรรมของการพิมพ์ 3 มิติสำหรับการหล่อแบบลงทุน

ตอนนี้ที่เรารู้ว่าการหล่อแบบลงทุนได้รับประโยชน์จากเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติอย่างไร มาดูกรณีจริงของผู้ใช้ธุรกิจว่าบริษัทหล่อแบบลงทุนจีนแห่งนี้ใช้เครื่องพิมพ์แว็กซ์ 3D ของ Flashforge อย่างไรเพื่อให้การหล่อโลหะจากการพิมพ์ 3 มิติเป็นไปอย่างรวดเร็ว

Jiangyin Eibar Precision Casting Co., Ltd. เป็นกิจการร่วมทุนจีน-สเปนที่ดำเนินงานด้านการหล่อแบบลงทุนมากว่า 20 ปี มุ่งมั่นให้บริการหล่อแบบแม่นยำแก่ลูกค้าในหลายสาขา และได้รับการตอบรับและแนะนำอย่างดีจากพันธมิตรทั่วโลกตั้งแต่ก่อตั้ง

Eibar เผชิญความท้าทายในการหล่อแบบลงทุนที่แม่นยำ

ในต้นปี 2023 บริษัท Eibar ได้รับคำสั่งซื้อจากลูกค้าเครื่องจักรอาหารที่ต้องการชิ้นส่วนสแตนเลส 40 ชิ้นเสร็จภายในสองสัปดาห์ หากใช้วิธีการขึ้นรูปแบบดั้งเดิม จะใช้เวลาประมาณสองสัปดาห์ในการทำแบบแว็กซ์ รวมเวลาทำเปลือกยิปซั่มและหล่อโลหะ จะเกินเวลาที่คาดไว้มาก เพื่อให้ทันคำสั่งซื้อภายในสองสัปดาห์ บริษัท Eibar จึงติดต่อศูนย์บริการพิมพ์ 3D ของ Flashforge

โซลูชันการพิมพ์ 3D อย่างรวดเร็วสำหรับ Eibar Precision Casting

เมื่อได้รับความต้องการพิมพ์ชิ้นส่วนแว็กซ์จาก Eibar Flashforge ได้จัดสรรเครื่องพิมพ์แว็กซ์ 3D สองชุด - WaxJet 400 - เพื่อเริ่มงานพิมพ์ ประสิทธิภาพการพิมพ์ 3D ต่อเนื่องเป็นเวลานานของเครื่องพิมพ์แว็กซ์ Flashforge ทำให้สามารถผลิตชิ้นส่วนแว็กซ์ 40 ชิ้นเสร็จภายใน 18 ชั่วโมง (ตั้งแต่เวลา 17:00 น. วันนั้นถึง 11:00 น. วันถัดไป) หลังจากกระบวนการหลังการพิมพ์อย่างรวดเร็ว ชิ้นส่วนแว็กซ์ 40 ชิ้นสำเร็จถูกส่งออกในเวลา 12:00 น. ของวันถัดไป สรุปได้ว่า Flashforge ทำการพิมพ์ 3D และส่งมอบแบบแว็กซ์ให้กับบริษัท Eibar ภายในไม่ถึง 24 ชั่วโมง Flashforge ให้บริการ โซลูชันการพิมพ์ 3D สำหรับการหล่อแบบลงทุน อย่างละเอียดและจัดเตรียมโมเดลพิมพ์ 3D สำหรับการหล่อ

Eibar เริ่มการหล่อแบบลงทุนด้วยแบบแว็กซ์

หลังจากได้รับแบบแว็กซ์ พนักงานเวิร์กช็อปของ Eibar เริ่มเคลือบและทำเปลือกปูนยิปซั่ม การหล่อในขั้นตอนถัดไปใช้เวลาเพียงส่วนน้อยของระยะเวลาทั้งหมด หลังจากสองวันครึ่ง Eibar เสร็จสิ้นการหล่อและส่งมอบชิ้นส่วนสแตนเลสให้ลูกค้า ลดเวลาที่คาดไว้ลงไปถึงหนึ่งสัปดาห์

wax tree prepared for investment casting

① การประกอบต้นไม้แว็กซ์สำหรับเคลือบยิปซั่ม

investment casting

② การหล่อโลหะเหลวลงในเปลือกปูนยิปซั่ม

③ ชิ้นส่วนโลหะเครื่องจักรอาหารที่เสร็จสมบูรณ์

บริษัท Eibar ได้ประโยชน์จากเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ

Flashforge ใช้เวลาน้อยกว่าหนึ่งวันตั้งแต่ได้รับคำสั่งพิมพ์จนถึงส่งมอบแบบแว็กซ์ที่พร้อมหล่อ เมื่อเทียบกับวิธีการหล่อแบบดั้งเดิม การพิมพ์แว็กซ์ 3 มิติสำหรับการหล่อแบบลงทุนมีข้อดีมากมาย การปรับแต่งและแก้ไขชิ้นส่วนเครื่องจักรแบบเรียลไทม์บนซอฟต์แวร์โมเดลทำให้นักวิศวกรสามารถตรวจสอบแบบชิ้นส่วนได้อย่างรวดเร็ว พวกเขาสามารถแก้ไขและพิมพ์ชิ้นส่วนจริงใหม่ทั้งหมดภายในไม่กี่ชั่วโมง ขณะที่ในกระบวนการดั้งเดิมต้องใช้เวลาหลายวันในการปรับและทำแม่พิมพ์ใหม่สำหรับตัวอย่างชิ้นส่วนเครื่องจักร นี่ไม่เพียงแต่ลดเวลาและต้นทุน แต่ยังช่วยให้บริษัทสามารถปรับเปลี่ยนและแก้ไขได้ทันที เพิ่มความทนทานต่อข้อผิดพลาดอย่างมาก

การหล่อแบบลงทุนกับการพิมพ์ 3 มิติ ความเร็วของการพิมพ์ 3 มิติช่วยให้บริษัทหล่อแบบลงทุนสามารถทำคำสั่งซื้อให้เสร็จภายในเวลาที่สั้นลง ทำให้ตอบสนองความต้องการการผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ นี่คือสิ่งที่ Eibar ได้สัมผัสด้วยตัวเอง เพราะพวกเขาสามารถส่งมอบผลิตภัณฑ์หล่อสำเร็จให้ลูกค้าภายในสองวันครึ่ง ลดเวลาลงไปถึงหนึ่งสัปดาห์

แน่นอนว่า Flashforge ได้รับคำติชมในเชิงบวกจากบริษัท Eibar "เมื่อฉันได้รับของส่งมา ฉันแทบไม่เชื่อว่านั่นคือแบบแว็กซ์ เพราะความเร็วในการส่งมอบเร็วเกินไป" ผู้รับผิดชอบของ Eibar กล่าว "เรารู้จักการพิมพ์ 3 มิติสำหรับการหล่อแบบลงทุนมานานแล้ว แต่ไม่เคยมีโอกาสได้สัมผัสมาก่อน ครั้งนี้เราใช้บริการพิมพ์ 3D ของ Flashforge และได้สัมผัสจริง มันสะดวกและรวดเร็วเกินความคาดหมายของเรา"

ส่วนที่ 4. เกี่ยวกับเครื่องพิมพ์แว็กซ์ 3 มิติที่เหมาะสมสำหรับการหล่อแบบลงทุน

เครื่องพิมพ์ 3D Flashforge WaxJet 400 ถูกสร้างขึ้นสำหรับอุตสาหกรรมการหล่อแบบลงทุน มันพิสูจน์ให้เห็นว่าการหล่อแบบลงทุนได้รับประโยชน์จากการพิมพ์ 3 มิติโดยมีคุณสมบัติดังนี้:

  1. ทำให้การผลิตแบบแว็กซ์เป็นไปอย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ
  2. ช่วยให้บริษัทหล่อแบบลงทุนสามารถทำคำสั่งซื้อให้เสร็จภายในเวลาที่สั้นลง
  3. ประหยัดต้นทุนและแรงงาน
  4. ช่วยสร้างแบบแว็กซ์ที่มีการออกแบบซับซ้อนและละเอียด
  5. การออกแบบและเก็บข้อมูลแบบดิจิทัล ทำให้แก้ไขและใช้ซ้ำแบบได้ง่าย
  6. พิมพ์แบบหลายชิ้นพร้อมกัน
  7. เพิ่มความทนทานต่อข้อผิดพลาดในการแก้ไขแบบ

3D printer used in making wax patterns

▲ Flashforge Waxjet 400

การนำเครื่องพิมพ์แว็กซ์ 3D ของ Flashforge เข้าสู่สายการผลิตของโรงหล่อแบบลงทุนในภาคใต้ของจีนถือเป็นก้าวสำคัญในอุตสาหกรรม การหล่อแบบลงทุนและการพิมพ์ 3 มิติ ด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์แว็กซ์ 3D Flashforge ได้ก้าวล้ำไปอีกขั้นด้วยซีรีส์ WaxJet โดยเฉพาะ WaxJet 400 ที่มีคุณสมบัติหัวพิมพ์สามหัวที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการพิมพ์เป็นสามเท่า ทำให้โดดเด่นในด้านประสิทธิภาพและความรวดเร็ว ซึ่งเป็นทรัพย์สินที่มีค่าสำหรับผู้ที่อยู่ในอุตสาหกรรมการหล่อแบบลงทุน

สำหรับโรงหล่อแบบลงทุนที่ต้องการใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3D นวัตกรรมนี้ โปรดอย่าลังเลที่จะ ติดต่อเรา เพื่อสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับโซลูชันการพิมพ์ 3D เราเชื่อมั่นอย่างยิ่งว่าการพิมพ์ 3D ไม่ใช่เพียงทางเลือกที่ดี แต่เป็นการลงทุนที่เปลี่ยนเกมสำหรับผู้ที่อยู่ในอุตสาหกรรมการหล่อแบบลงทุน

Get a Quote or Free Sample

Need more information?
Please leave your inquiry details for a chance to get a free sample print, and we will respond within 24 hours.