第一章：深層剖析：傳統(tǒng)鑄造缺陷的根源挑戰(zhàn)

1.1 常見(jiàn)的鑄造缺陷及其深層成因

鑄造缺陷是導(dǎo)致報(bào)廢率居高不下的直接原因。這些缺陷并非偶然，而是由傳統(tǒng)鑄造工藝固有的物理和流程限制所決定。

首先是氣孔與縮孔。氣孔主要源于金屬液在澆注和凝固過(guò)程中氣體（如氫氣、模具發(fā)氣）的卷入或無(wú)法有效排出。當(dāng)液態(tài)金屬中溶解的氣體在冷卻凝固時(shí)因溶解度降低而釋放，如果未能及時(shí)排出，就會(huì)在鑄件內(nèi)部或表面形成氣泡。與之相關(guān)的是縮孔，這是金屬在凝固過(guò)程中體積收縮的自然現(xiàn)象。如果冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng)，導(dǎo)致局部模具溫度過(guò)高，或補(bǔ)縮不足，便會(huì)形成內(nèi)部空洞或凹陷，即所謂的縮孔。

其次是夾砂與錯(cuò)型。在傳統(tǒng)砂型鑄造中，砂型和砂芯通常需要由多片分別制作后進(jìn)行組裝和粘接。在這個(gè)過(guò)程中，任何微小的砂芯破裂或粘接不當(dāng)都可能導(dǎo)致砂粒被卷入金屬液中，形成夾砂缺陷。此外，如果模具分型面或砂芯定位不精準(zhǔn)，還可能引發(fā)鑄件上下部分錯(cuò)位的錯(cuò)型缺陷。

最后是冷隔與裂紋。當(dāng)金屬液流動(dòng)性差、澆注溫度過(guò)低或流道設(shè)計(jì)狹窄時(shí)，兩股金屬流在前沿未能完全融合便已凝固，便會(huì)留下弱連接的冷隔。而在冷卻凝固過(guò)程中，如果鑄件內(nèi)部存在不均勻的應(yīng)力，則可能在收縮時(shí)產(chǎn)生熱裂紋。

1.2 傳統(tǒng)模具制造的“高成本”與“低效率”困境

傳統(tǒng)鑄造流程的另一個(gè)核心痛點(diǎn)在于其模具制造環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的木模或金屬芯盒制造是一個(gè)勞動(dòng)密集、對(duì)高技能工人依賴(lài)性極強(qiáng)的過(guò)程，其周期漫長(zhǎng)且成本巨大。任何細(xì)微的設(shè)計(jì)修改都意味著需要重新制作模具，從而帶來(lái)高昂的額外成本和數(shù)周甚至數(shù)月的等待時(shí)間 。

這種對(duì)物理模具的過(guò)度依賴(lài)，也從根本上限制了鑄件的設(shè)計(jì)自由度。傳統(tǒng)制模工藝無(wú)法一體成型復(fù)雜的內(nèi)部流道和中空結(jié)構(gòu)，必須將其拆解成多個(gè)獨(dú)立的砂芯，再通過(guò)復(fù)雜的工裝和人工進(jìn)行組裝 ²。這種流程上的限制迫使設(shè)計(jì)師們妥協(xié)，犧牲零件的性能以換取可制造性，例如簡(jiǎn)化冷卻通道以適應(yīng)鉆孔工藝，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)最佳的冷卻效果。

綜上所述，傳統(tǒng)鑄造的高報(bào)廢率并非孤立的技術(shù)問(wèn)題，而是其核心流程的產(chǎn)物。傳統(tǒng)的“物理試錯(cuò)”模式使得鑄造廠在發(fā)現(xiàn)缺陷后，需要經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的模具修改和重新試產(chǎn)過(guò)程，這是一種高風(fēng)險(xiǎn)、低效率的循環(huán)。3D打印的革命性?xún)r(jià)值在于，它提供了一個(gè)“無(wú)模化”的解決方案，從根本上重塑了整個(gè)生產(chǎn)流程，將傳統(tǒng)的“物理試錯(cuò)”模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤皵?shù)字模擬驗(yàn)證”，將風(fēng)險(xiǎn)前置，從而從源頭消除了大部分報(bào)廢誘因。

第二章：3D打印：從技術(shù)到解決方案的革命性突破

2.1 無(wú)模化生產(chǎn)：從根本上消除報(bào)廢誘因

3D打印的核心優(yōu)勢(shì)在于其“無(wú)模化”的生產(chǎn)方式，這使得它能夠直接繞過(guò)傳統(tǒng)鑄造中所有與模具相關(guān)的固有挑戰(zhàn)，從而從根本上降低報(bào)廢率。

直接從CAD到砂型。 增材制造中的粘結(jié)劑噴射（Binder Jetting）技術(shù) 是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵。其工作原理是，工業(yè)級(jí)打印頭根據(jù)三維CAD數(shù)字模型，將液態(tài)粘結(jié)劑精準(zhǔn)地噴射在薄薄的粉末（如硅砂、陶瓷砂）層上。通過(guò)逐層粘結(jié)，數(shù)字文件中的三維模型便以實(shí)體砂型或砂芯的形式構(gòu)建出來(lái)。這一過(guò)程徹底擺脫了對(duì)物理模具的依賴(lài)。由于無(wú)需漫長(zhǎng)的模具設(shè)計(jì)和制造，制模周期可以從數(shù)周甚至數(shù)月縮短至數(shù)小時(shí)或數(shù)天，實(shí)現(xiàn)了“按需打印”和對(duì)設(shè)計(jì)變更的快速響應(yīng)，大幅降低了前期投入和試錯(cuò)成本。

一體成型與復(fù)雜結(jié)構(gòu)。 3D打印的層積制造方式賦予了前所未有的設(shè)計(jì)自由度。它能夠?qū)鹘y(tǒng)工藝中必須拆分成多個(gè)部分的復(fù)雜砂芯，如發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的蜿蜒流道，一體成型為單個(gè)整體。這不僅簡(jiǎn)化了鑄造流程，更重要的是，它徹底消除了砂芯組裝、粘接和錯(cuò)位環(huán)節(jié)，從而根除了因此類(lèi)問(wèn)題引起的夾砂、尺寸偏差和錯(cuò)型等常見(jiàn)缺陷。

2.2 優(yōu)化工藝：用數(shù)據(jù)保障鑄件品質(zhì)

3D打印的價(jià)值遠(yuǎn)不止于“無(wú)模化”本身。它將制造流程提升至一個(gè)全新的數(shù)字化維度，使得在物理制造之前就能用數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證和優(yōu)化，將“事后補(bǔ)救”變?yōu)椤笆虑邦A(yù)見(jiàn)”。

數(shù)字模擬與設(shè)計(jì)。 在3D打印之前的數(shù)字化設(shè)計(jì)階段，工程師可以利用先進(jìn)的有限元分析（FEM）軟件對(duì)澆注、補(bǔ)縮和冷卻過(guò)程進(jìn)行精確的虛擬模擬。這使得在實(shí)際生產(chǎn)前就能預(yù)見(jiàn)并修正可能導(dǎo)致氣孔、縮孔或裂紋的潛在缺陷。例如，通過(guò)模擬金屬液在流道中的流動(dòng)，可以?xún)?yōu)化澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)，確保平穩(wěn)填充和有效排氣。這種數(shù)字化的預(yù)見(jiàn)性極大地提升了首次試制成功率，從源頭保障了鑄件的良品率。

優(yōu)異的型砂性能。 3D打印砂型因其逐層構(gòu)建的特性，可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)工藝難以達(dá)到的均勻致密性和透氣性。這對(duì)于鑄造過(guò)程至關(guān)重要。均勻的透氣性確保了在澆注過(guò)程中，砂型內(nèi)部產(chǎn)生的氣體能夠順暢排出，顯著減少因排氣不暢導(dǎo)致的氣孔缺陷。

隨形冷卻。 隨形冷卻技術(shù)是3D打印在鑄造模具領(lǐng)域的另一個(gè)革命性應(yīng)用。通過(guò)金屬3D打印制造的模具鑲件，其冷卻流道可以完全仿照鑄件表面輪廓進(jìn)行設(shè)計(jì)。這實(shí)現(xiàn)了快速、均勻的冷卻，顯著減少了因不均勻收縮導(dǎo)致的變形和縮孔，從而大幅降低了報(bào)廢率。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，使用隨形冷卻的模具可將注塑周期時(shí)間縮短高達(dá)70%，同時(shí)顯著提升產(chǎn)品質(zhì)量。

從“物理試錯(cuò)”到“數(shù)字預(yù)見(jiàn)”。 3D打印的核心貢獻(xiàn)在于將傳統(tǒng)鑄造的“試錯(cuò)”模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤邦A(yù)見(jiàn)性制造”。它使得鑄造廠能夠以低成本、高效率的方式在數(shù)字環(huán)境中進(jìn)行無(wú)數(shù)次迭代，這是一種根本性的思維模式和商業(yè)流程的轉(zhuǎn)變。這種“混合制造”模式使得3D打印技術(shù)更容易被傳統(tǒng)鑄造廠采納，并實(shí)現(xiàn)最高效的生產(chǎn)。例如，可以使用3D打印來(lái)制造最復(fù)雜、最容易出錯(cuò)的砂芯，再將其與傳統(tǒng)方法制作的砂型相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)“取長(zhǎng)補(bǔ)短”。

第三章：三帝科技：賦能鑄造業(yè)的數(shù)字化引擎

3.1 核心設(shè)備：鑄造革新的“硬實(shí)力”

作為中國(guó)增材制造領(lǐng)域的先行者和領(lǐng)導(dǎo)者，三帝科技（3DPTEK）以其自主研發(fā)的核心設(shè)備，為鑄造業(yè)提供了強(qiáng)大的“硬實(shí)力”支撐。

公司的核心產(chǎn)品系列是3DP砂型打印機(jī)，突出其在技術(shù)上的領(lǐng)先地位。旗艦設(shè)備3DPTEK-J4000擁有4000×2000×1000毫米的超大成型尺寸，使其在全球范圍內(nèi)都極具競(jìng)爭(zhēng)力。這一超大尺寸使得大型復(fù)雜鑄件能夠一體成型，無(wú)需進(jìn)行拼接，進(jìn)一步消除了因拼接導(dǎo)致的潛在缺陷。同時(shí)，例如

3DPTEK-J1600Plus等設(shè)備具備±0.3毫米的高精度和高效的打印速度，確保在快速生產(chǎn)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)卓越品質(zhì)。

此外，三帝科技的SLS（選擇性激光燒結(jié)）設(shè)備系列，如LaserCore-6000，在精密鑄造領(lǐng)域同樣表現(xiàn)出色。該系列設(shè)備特別適用于熔模鑄造蠟?zāi)５闹圃欤瑸楹娇蘸教臁⑨t(yī)療等高端、精細(xì)零件提供了更為精準(zhǔn)的解決方案。

值得一提的是，三帝科技不僅是設(shè)備供應(yīng)商，更是材料與工藝方案的專(zhuān)家。公司自主研發(fā)了超過(guò)20種粘結(jié)劑和30種材料配方，兼容鑄鐵、鑄鋼、鋁、銅、鎂等多種鑄造合金 。這確保了其設(shè)備能夠無(wú)縫集成到各種鑄造應(yīng)用中，為客戶(hù)提供全方位的技術(shù)支持。

3.2 全鏈路服務(wù)：一體化鑄造解決方案

三帝科技的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)不僅僅在于其硬件，更在于其提供的全鏈路一體化解決方案。公司擁有強(qiáng)大的“三位一體”創(chuàng)新系統(tǒng)——“研究機(jī)構(gòu)+博士后工作站+研發(fā)團(tuán)隊(duì)”。這一模式確保了技術(shù)的持續(xù)迭代和創(chuàng)新動(dòng)能，其積累的超過(guò)320項(xiàng)專(zhuān)利是其技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)地位的有力佐證。

公司提供涵蓋從設(shè)計(jì)、3D打印到鑄造、機(jī)加工和檢測(cè)的“一站式”交鑰匙服務(wù)。這種垂直整合的模式極大地簡(jiǎn)化了客戶(hù)的供應(yīng)鏈管理，減少了溝通成本和風(fēng)險(xiǎn)，使得鑄造廠能夠更專(zhuān)注于核心業(yè)務(wù)。

3.3 經(jīng)典案例：數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的價(jià)值證明

成功的案例是說(shuō)服潛在客戶(hù)最具說(shuō)服力的工具。三帝科技通過(guò)一系列實(shí)際項(xiàng)目，量化了3D打印技術(shù)帶來(lái)的顯著商業(yè)價(jià)值。

以汽車(chē)水冷電機(jī)殼體為例，這一案例完美展示了3DP砂鑄工藝如何解決“大尺寸、薄壁、復(fù)雜螺旋冷卻通道”的一體成型難題 ²¹。該技術(shù)在新能源汽車(chē)領(lǐng)域的成功應(yīng)用，證明了其在高性能、復(fù)雜結(jié)構(gòu)鑄件生產(chǎn)中的顯著優(yōu)勢(shì)。

在另一個(gè)工業(yè)泵體的案例中，三帝科技采用了“3DP外模+SLS內(nèi)芯”的混合制造模式。這種取長(zhǎng)補(bǔ)短的策略將生產(chǎn)周期縮短了80%，同時(shí)將鑄件的尺寸精度提升到CT7級(jí)，完美地佐證了混合制造模式的強(qiáng)大效能。

而與欣鑫鑄造的合資項(xiàng)目則提供了最為有力的商業(yè)論證。通過(guò)引入3D打印技術(shù)，該鑄造廠實(shí)現(xiàn)了營(yíng)業(yè)額增長(zhǎng)135%，利潤(rùn)率翻倍，交付周期減半，成本降低30%。這一系列的量化數(shù)據(jù)為3D打印技術(shù)在鑄造業(yè)的投資回報(bào)提供了無(wú)可辯駁的證明。

以下表格直觀展示了3D打印如何從技術(shù)和商業(yè)價(jià)值層面解決鑄造行業(yè)的痛點(diǎn)：

第四章：展望未來(lái)：鑄造業(yè)的數(shù)字化與可持續(xù)發(fā)展

3D打印技術(shù)正引領(lǐng)鑄造業(yè)從傳統(tǒng)“制造”向“智造”的根本性轉(zhuǎn)型。根據(jù)相關(guān)報(bào)告，中國(guó)的增材制造產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)高速增長(zhǎng)，2022年已超過(guò)320億人民幣。這一數(shù)據(jù)清晰地表明，數(shù)字化轉(zhuǎn)型已成為不可逆的行業(yè)趨勢(shì)。

未來(lái)，3D打印將與人工智能（AI）、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)深度融合，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的全自動(dòng)化和智能化管理。鑄造廠可以利用AI算法來(lái)優(yōu)化鑄造參數(shù)，利用物聯(lián)網(wǎng)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程，從而進(jìn)一步提升良品率和生產(chǎn)效率。

此外，3D打印在實(shí)現(xiàn)復(fù)雜輕量化設(shè)計(jì)方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，將助力汽車(chē)、航空航天等下游產(chǎn)業(yè)提升產(chǎn)品性能并降低能耗，這完美契合全球可持續(xù)發(fā)展的要求。3D打印的按需生產(chǎn)模式和極高的材料利用率（可回收90%以上的未粘結(jié)粉末），也大幅減少了廢棄物產(chǎn)生，為鑄造業(yè)帶來(lái)了環(huán)境友好型的發(fā)展路徑。

結(jié)語(yǔ) 3D打印并非鑄造的終結(jié)者，而是其革新者。它通過(guò)“無(wú)模化”和“數(shù)字化”兩大核心優(yōu)勢(shì)，賦予了傳統(tǒng)鑄造業(yè)前所未有的靈活性、效率和品質(zhì)保證。它使得鑄造廠能夠從高報(bào)廢率的困境中解脫出來(lái)，進(jìn)入一個(gè)更高效、更具競(jìng)爭(zhēng)力、更能擁抱創(chuàng)新的新時(shí)代。對(duì)于任何尋求在激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出的鑄造企業(yè)而言，擁抱以三帝科技為代表的3D打印技術(shù)，已不再是可有可無(wú)的選擇，而是通向未來(lái)的必由之路。

3D打印如何解決鑄造高報(bào)廢率問(wèn)題：革新鑄造工藝，提升品質(zhì)與效率最先出現(xiàn)在三帝科技股份有限公司。

對(duì)于鑄造廠和工程師來(lái)說(shuō)，消除縮孔一直是一項(xiàng)復(fù)雜的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)方法往往依賴(lài)于經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)反復(fù)試錯(cuò)來(lái)調(diào)整模具設(shè)計(jì)、澆注系統(tǒng)和冷卻過(guò)程 。然而，隨著增材制造技術(shù)，特別是工業(yè)級(jí)砂型3D打印的出現(xiàn)，鑄件設(shè)計(jì)和生產(chǎn)迎來(lái)了革命性的變革，為徹底解決縮孔問(wèn)題提供了前所未有的新途徑。  

1. 鑄造縮孔的根源：傳統(tǒng)模具的幾何限制

要理解3D打印如何解決問(wèn)題，首先要深入剖析傳統(tǒng)鑄造的痛點(diǎn)。縮孔形成的主要原因可以歸結(jié)為兩點(diǎn)：

1. 補(bǔ)縮不足： 鑄件在凝固收縮時(shí)，需要通過(guò)澆注系統(tǒng)和冒口不斷獲得液態(tài)金屬的補(bǔ)充。如果補(bǔ)縮通道設(shè)計(jì)不當(dāng)或不足，就無(wú)法將液態(tài)金屬輸送到最需要補(bǔ)充的區(qū)域，導(dǎo)致空洞的產(chǎn)生 。 ?
2. 凝固不均： 如果鑄件不同區(qū)域的冷卻速度不一致，熱量難以有效散發(fā)，就會(huì)形成熱節(jié)（hot spot）。這些熱節(jié)是最后凝固的區(qū)域，當(dāng)周?chē)慕饘僖呀?jīng)凝固時(shí)，它們?nèi)狈σ簯B(tài)金屬的補(bǔ)充，極易形成縮孔 。 ?

在傳統(tǒng)鑄造中，模具和型芯（core）通過(guò)物理工具制造，其幾何形狀受限于可加工性和可脫模性。例如，用于制造冷卻水路的鉆孔只能是直線 。這使得工程師難以在模具內(nèi)部設(shè)計(jì)出復(fù)雜、彎曲的補(bǔ)縮通道或隨形冷卻通道，無(wú)法精準(zhǔn)控制凝固過(guò)程，從而加大了縮孔缺陷的風(fēng)險(xiǎn) 。  

2. 3D打印的解決方案：賦予模具“生命”的自由設(shè)計(jì)

工業(yè)砂型3D打印機(jī)的核心優(yōu)勢(shì)在于設(shè)計(jì)自由度和無(wú)模具生產(chǎn)，它直接從3D CAD文件逐層打印砂型和型芯 。這一特性從根本上突破了傳統(tǒng)工藝的幾何限制，為消除縮孔提供了以下幾種強(qiáng)大的手段：  

方案一：優(yōu)化補(bǔ)縮通道，精準(zhǔn)導(dǎo)流

利用3D打印技術(shù)，工程師可以在模具內(nèi)部設(shè)計(jì)出最理想的補(bǔ)縮系統(tǒng)，而無(wú)需考慮可加工性。

• 一體化澆注系統(tǒng)： 傳統(tǒng)的澆注系統(tǒng)（包括澆道和冒口）需要單獨(dú)制作并組裝 。3D打印則可以將整個(gè)澆注系統(tǒng)、補(bǔ)縮冒口和模具本身一體化打印出來(lái) 。這種一體化設(shè)計(jì)確保了通道的無(wú)縫連接和精準(zhǔn)對(duì)齊，大大降低了因組裝誤差導(dǎo)致的補(bǔ)縮失敗風(fēng)險(xiǎn)。 ?
• 設(shè)計(jì)精準(zhǔn)的補(bǔ)縮冒口： 3D打印允許在鑄件的熱節(jié)區(qū)域上方精準(zhǔn)地設(shè)計(jì)和打印補(bǔ)縮冒口，確保熔融金屬能夠源源不斷地流入，填補(bǔ)凝固收縮所產(chǎn)生的空隙 。有研究表明，在鑄件上方設(shè)置溢流冒口可以有效排出氣體，從而減少鑄件的氣孔缺陷 。 ?
• 消除底切與復(fù)雜結(jié)構(gòu)障礙： 傳統(tǒng)工藝中，復(fù)雜的底切（undercut）和內(nèi)部通道需要多件式型芯拼合，這不僅增加了裝配誤差，也容易導(dǎo)致砂芯脫落或錯(cuò)位 。3D打印能夠?qū)⒍鄠€(gè)獨(dú)立的砂芯整合為一個(gè)復(fù)雜的一體化型芯，從而完全消除組裝環(huán)節(jié)，提高鑄件的精準(zhǔn)度和質(zhì)量 。 ?

方案二：隨形冷卻，實(shí)現(xiàn)均勻凝固

對(duì)于模具本身，3D打印同樣能帶來(lái)革命性的改變。通過(guò)隨形冷卻（conformal cooling）技術(shù)，可以在模具內(nèi)部設(shè)計(jì)出與鑄件表面輪廓相匹配的冷卻通道 。  

• 原理： 傳統(tǒng)冷卻通道是直線鉆孔，無(wú)法覆蓋到所有需要冷卻的區(qū)域，導(dǎo)致模具溫度不均勻 。隨形冷卻則通過(guò)3D打印，將彎曲的、蛇形的冷卻水路集成到模具中，使其緊貼鑄件表面 。 ?
• 優(yōu)勢(shì)： 這種設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了更均勻的冷卻，顯著降低了模具局部過(guò)熱的風(fēng)險(xiǎn) 。更均衡的溫度梯度意味著凝固過(guò)程更可控，從根本上減少了熱節(jié)的形成，從而有效預(yù)防縮孔的產(chǎn)生 。有案例表明，使用隨形冷卻模具能將模具冷卻過(guò)程中的溫度變化降低到18℃，從而將鑄件翹曲的風(fēng)險(xiǎn)大大降低 。 ?

方案三：數(shù)字模擬與快速迭代，防患于未然

在投入生產(chǎn)之前，3D打印的數(shù)字化工作流為工程師提供了“試錯(cuò)”的寶貴機(jī)會(huì) 。  

• 鑄造模擬軟件： 工程師可以使用鑄造模擬軟件（如Cimatron）來(lái)模擬熔融金屬的流動(dòng)和凝固過(guò)程 。如果模擬結(jié)果顯示有縮孔形成的風(fēng)險(xiǎn)，可以快速調(diào)整模具設(shè)計(jì)，例如改變澆道或冒口的位置，然后再進(jìn)行虛擬測(cè)試 。 ?
• 快速原型與迭代： 如果需要物理原型，3D打印能夠在數(shù)小時(shí)或數(shù)天內(nèi)完成模具或型芯的打印 。這使得工程師能夠以極低的成本和極快的速度對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行多次迭代和驗(yàn)證 。這種敏捷的開(kāi)發(fā)模式在傳統(tǒng)鑄造中是難以想象的，因?yàn)樗枰嘿F的模具制作和漫長(zhǎng)的等待時(shí)間 。 ?

3. 不只是消除缺陷，更是效率的飛躍

采用3D打印技術(shù)來(lái)解決鑄件縮孔問(wèn)題，帶來(lái)的不僅僅是產(chǎn)品質(zhì)量的提升，更是一系列連鎖的商業(yè)價(jià)值：

• 降低成本： 3D打印通過(guò)消除昂貴的物理模具和工具制造環(huán)節(jié)，顯著降低了生產(chǎn)成本 。據(jù)研究，與傳統(tǒng)方法相比，3D打印可節(jié)省高達(dá)50%-90%的成本 。 ?
• 縮短交期： 模具制作時(shí)間從數(shù)周甚至數(shù)月縮短到數(shù)小時(shí)，使得企業(yè)能夠更快速地響應(yīng)市場(chǎng)需求 。有案例顯示，某公司通過(guò)使用砂型3D打印機(jī)將交付時(shí)間縮短了9周 。 ?
• 減少?gòu)U品率： 模具的精度和一致性得到大幅提升，減少了因人為誤差或模具磨損導(dǎo)致的鑄件缺陷，從而顯著降低了廢品率 。 ?
• 簡(jiǎn)化流程： 將多個(gè)零件整合為一個(gè)一體化部件，簡(jiǎn)化了復(fù)雜的裝配流程，減少了對(duì)高技能工人的依賴(lài) 。 ?

結(jié)論：3D打印——鑄造業(yè)的“治本”之道

鑄件縮孔并非一個(gè)孤立的技術(shù)問(wèn)題，而是傳統(tǒng)鑄造工藝在面對(duì)復(fù)雜設(shè)計(jì)和高精度要求時(shí)所暴露出的系統(tǒng)性挑戰(zhàn)。工業(yè)砂型3D打印機(jī)以其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提供了從源頭解決問(wèn)題的“治本”之策。它通過(guò)賦予工程師前所未有的設(shè)計(jì)自由度，使他們能夠構(gòu)建出最優(yōu)化的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和冷卻系統(tǒng)，從而從根本上消除縮孔風(fēng)險(xiǎn) 。  

對(duì)于追求卓越品質(zhì)、高效生產(chǎn)和成本優(yōu)化的現(xiàn)代鑄造企業(yè)而言，3D打印已不再是可有可無(wú)的“附加選項(xiàng)”，而是推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、在激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中贏得先機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)。它不僅僅是一臺(tái)設(shè)備，更是通往“數(shù)字化鑄造”未來(lái)的橋梁，讓曾經(jīng)的“鑄造難題”迎刃而解 。

3D打印如何通過(guò)優(yōu)化內(nèi)部結(jié)構(gòu)來(lái)消除鑄件縮孔最先出現(xiàn)在三帝科技股份有限公司。

三帝科技展位：S8館 A06展位

第23屆中國(guó)國(guó)際鑄造博覽會(huì)即將于2025年5月20日在天津國(guó)家會(huì)展中心（天津市津南區(qū)咸水沽鎮(zhèn)國(guó)展大道888號(hào)）舉辦，北京三帝科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“三帝科技”）將攜大尺寸3D鑄造解決方案參展。

高精度、大尺寸3DP砂型打印機(jī)3DPTEK-J2500

3DPTEK-J2500是三帝科技推出的工業(yè)級(jí)3D鑄造砂型打印機(jī)，具有2500×1500×1000mm的大尺寸成型能力和±0.3mm的高精度打印能力，適用于航空航天、電力能源、船舶泵閥、汽車(chē)等領(lǐng)域的大型鑄件制造。該設(shè)備采用壓電式噴墨打印技術(shù)、高分辨率噴墨系統(tǒng)和專(zhuān)用粘結(jié)劑配方，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)一體化成型，避免傳統(tǒng)拼接工藝的精度損失。通過(guò)數(shù)字化無(wú)模成型技術(shù)，有效降低模具開(kāi)發(fā)成本和廢料排放，提升鑄造效率與質(zhì)量，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)降本增效與可持續(xù)發(fā)展。設(shè)備采用高端核心部件，確保長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

無(wú)砂箱大尺寸3DP砂型打印機(jī)3DPTEK-J4000

三帝科技推出的無(wú)砂箱大尺寸3DP砂型打印機(jī)3DPTEK-J4000，以顛覆性技術(shù)為超大型鑄件制造提供了高效、高質(zhì)、低成本的解決方案。該設(shè)備采用無(wú)砂箱柔性區(qū)域成型技術(shù)，突破傳統(tǒng)工藝對(duì)設(shè)計(jì)空間的限制，支持局部打印，最大可成型4米砂型，可實(shí)現(xiàn)大尺寸、薄壁、多維曲面及復(fù)雜內(nèi)腔（如螺旋冷卻水道）鑄件的一體化成型，且售價(jià)極具性?xún)r(jià)比。同時(shí)提供開(kāi)源材料工藝，可針對(duì)用戶(hù)按需調(diào)整，配套高性能樹(shù)脂粘結(jié)劑、固化劑、清洗劑，保證成型質(zhì)量和穩(wěn)定性，進(jìn)一步降低綜合成本。

為滿(mǎn)足多樣化的市場(chǎng)需求，三帝科技擁有自主研發(fā)的從毫米級(jí)到米級(jí)全尺寸的3DP鑄造砂型、SLS鑄造砂型/蠟型系列打印機(jī)，以更低的單位成本和更短的交付時(shí)間，幫助用戶(hù)最大限度地提高生產(chǎn)力。

圖：3DP鑄造砂型打印機(jī)

圖：SLS鑄造砂型/蠟型打印機(jī)

3D鑄造服務(wù)

基于30 年的 3D 打印服務(wù)及鑄造經(jīng)驗(yàn)，三帝科技通過(guò)陜西咸陽(yáng)、河北大名、河南平頂山、廣西玉林、山東日照、河南林州、安徽銅陵等地的3D鑄造工廠及打印服務(wù)中心，建立了全尺寸、多材料、全鏈路的快速制造服務(wù)能力，可為航空航天、電力能源、船舶泵閥、汽車(chē)、軌道交通、工程機(jī)械等領(lǐng)域的用戶(hù)提供鋁合金、銅合金、鑄鐵、鑄鋼、鎂合金、高溫合金、鈦合金等材質(zhì)的金屬成品件快速研發(fā)試制和批量化生產(chǎn)，以及鑄造砂型、蠟型3D打印服務(wù)等。

聯(lián)系方式：13811566237

網(wǎng)站:www.hnanf.cn

地址：北京市順義區(qū)金益街7號(hào)院2號(hào)樓

【關(guān)于三帝科技】

北京三帝科技股份有限公司(3D Printing Technology, Inc. )是一家3D打印裝備與快速制造服務(wù)提供商，國(guó)家級(jí)專(zhuān)精特新“小巨人”企業(yè)，工信部增材制造典型應(yīng)用場(chǎng)景供應(yīng)商。同時(shí)擁有激光和粘結(jié)劑噴射3D打印設(shè)備和材料技術(shù)及應(yīng)用工藝，三帝科技業(yè)務(wù)涵蓋3D打印裝備的研發(fā)及生產(chǎn)、3D打印原材料的研發(fā)及生產(chǎn)，3D打印工藝技術(shù)支持服務(wù)、快速成品件制造服務(wù)等，建立了完整的3D打印快速制造產(chǎn)業(yè)鏈，廣泛應(yīng)用于航空航天、電力能源、船舶泵閥、汽車(chē)、軌道交通、工業(yè)機(jī)械、3C電子、康復(fù)醫(yī)療、教育科研、雕塑文創(chuàng)等領(lǐng)域。

三帝科技大尺寸3D鑄造解決方案將登陸中國(guó)國(guó)際鑄造展最先出現(xiàn)在三帝科技股份有限公司。

作為世界第一鑄造大國(guó)，中國(guó)的鑄造產(chǎn)業(yè)有4000億左右的市場(chǎng)規(guī)模，全球占比45%；有24000多家鑄造廠，2022年鑄件總產(chǎn)量5170萬(wàn)噸，保持著穩(wěn)健的增長(zhǎng)。但同時(shí)也存在產(chǎn)能過(guò)剩、高能耗、高污染、不強(qiáng)、不精的問(wèn)題，節(jié)能減排壓力大、技術(shù)工人短缺、自主創(chuàng)新能力弱、同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)鑄件年產(chǎn)量萬(wàn)噸以上的鑄造企業(yè)超過(guò)千家，5萬(wàn)噸以上的企業(yè)近200家。頭部2000多家的鑄件產(chǎn)量占全國(guó)總產(chǎn)能的55%以上。而頭部企業(yè)缺乏定制能力或小批量試制能力，開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品速度慢、成本高；“長(zhǎng)尾”企業(yè)產(chǎn)能利用率低，大多要被淘汰；只有“長(zhǎng)尾”中的頭部企業(yè)，在依靠3D打印和自動(dòng)化率提升后能夠生存，并可能有數(shù)倍的集中度提升空間。
在政策、市場(chǎng)、技術(shù)等的多輪驅(qū)動(dòng)下，3DP砂型打印技術(shù)應(yīng)運(yùn)而起。3DP砂型打印技術(shù)是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),運(yùn)用粉末狀金屬或非金屬等可粘合材料,逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的數(shù)字化綠色制造技術(shù)。相較傳統(tǒng)砂型鑄造，3DP砂型打印技術(shù)無(wú)需模具，直接打印砂型，設(shè)計(jì)靈活，可以低本、高效地完成新品開(kāi)發(fā)和中小批量產(chǎn)品交付，快速響應(yīng)市場(chǎng)需求。在質(zhì)量方面，3DP砂型不受模具翻砂工藝的制約，具有微米級(jí)高精度，復(fù)雜結(jié)構(gòu)一體自由成型，部分鑄鋁件的鑄造面精度可和精密鑄造媲美，同時(shí)也減少了裝配誤差造成的廢品率，減少了工人勞動(dòng)。

目前，3DP砂型打印技術(shù)已在鑄造生產(chǎn)中得到了成熟的商業(yè)化應(yīng)用，是一項(xiàng)真正經(jīng)過(guò)市場(chǎng)驗(yàn)證的普惠性技術(shù)。其對(duì)砂型性能、加工速度、成型尺寸等的優(yōu)化提升優(yōu)勢(shì)明顯，尤其適用于新品研發(fā)、復(fù)雜產(chǎn)品及小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)。一些引入3DP砂型打印裝備進(jìn)行智能化改造的鑄造企業(yè)，已經(jīng)建立了綠色、柔性、高端的快速鑄造能力，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)效率、產(chǎn)能、營(yíng)收的翻倍增長(zhǎng)。部分企業(yè)甚至由于技術(shù)和服務(wù)提升明顯，出現(xiàn)了供不應(yīng)求、訂單外溢的情況。

圖：已成熟應(yīng)用3DP砂型打印技術(shù)的綠色快速鑄造工廠面對(duì)市場(chǎng)上各品牌的3DP砂型打印設(shè)備，價(jià)格、性能、穩(wěn)定性、使用維護(hù)成本等通常是用戶(hù)在選購(gòu)時(shí)會(huì)考量的因素。其中，由3D打印裝備及快速制造服務(wù)提供商北京三帝科技股份有限公司自主研制的一款生產(chǎn)型旗艦產(chǎn)品——隆源成型3DP砂型打印設(shè)備AFS-J1600Pro一經(jīng)面市即廣受市場(chǎng)青睞，已被多家鑄造廠用戶(hù)購(gòu)入用于產(chǎn)線，憑借卓越的成型精度、平衡可控的鑄造性能和優(yōu)良的可靠性幫助用戶(hù)解決了鑄造生產(chǎn)中效率、強(qiáng)度與鑄造性能的矛盾，完成訂單數(shù)千萬(wàn)。

據(jù)了解，該設(shè)備成型缸尺寸為1600×800×600mm，采用了最新一代高穩(wěn)定性、低噪音的高速振動(dòng)鋪粉技術(shù)和2-Pass高精度打印技術(shù)，配合高性能成型工藝和智能算法技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)15秒每層的打印速度和最高±0.3mm的打印精度；打印砂型的抗拉強(qiáng)度最高可達(dá)2.5MPa，發(fā)氣量8-11ml/g，表面粗糙度≤Ra25。設(shè)備采用了模塊化設(shè)計(jì)，維護(hù)方便靈活，維護(hù)成本低；配備智能化系統(tǒng)，令操作更簡(jiǎn)便，可實(shí)現(xiàn)一鍵式打印，且具有打印預(yù)警提示功能；還可通過(guò)視覺(jué)監(jiān)控等智能化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)加工全過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、記錄可追溯。面向鑄鋁、鑄鐵、鑄鋼、鑄鎂等不同鑄造應(yīng)用需求，提供開(kāi)源砂材工藝解決方案，配套豐富的砂材體系及高性能的粘結(jié)劑、固化劑、清洗劑，為用戶(hù)優(yōu)化使用成本。

某用戶(hù)通過(guò)AFS-J1600Pro采用砂型快速鑄造工藝為某新能源車(chē)企試制輕量化車(chē)架，6天即交付鋁合金（ZL101）成品鑄件。成品尺寸精度達(dá)到CT7級(jí)，表面粗糙度優(yōu)于Ra12.5，鑄件表面無(wú)氣孔、裂紋，形狀完整、結(jié)構(gòu)清晰。相較傳統(tǒng)制造工藝需要40天的制作周期，采用3DP砂型打印快速鑄造，制作周期縮短了85%，成本減少32%。

某用戶(hù)通過(guò)AFS-J1600Pro采用砂型快速鑄造工藝為某車(chē)廠試制發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，由于缸體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且壁厚較小，如果采用傳統(tǒng)方法制作周期需要1個(gè)多月。3DP砂型打印設(shè)備制作的砂型，精度和強(qiáng)度較傳統(tǒng)工藝均有很大提高，抗拉強(qiáng)度可達(dá)2MPa，鑄件表面粗糙度優(yōu)于Ra12.5，缺陷控制良好，無(wú)多肉、氣孔、裂紋、夾渣，無(wú)表面缺陷及殘缺。僅耗時(shí)10天即交付灰鑄鐵（HT250）成品鑄件，制作周期縮短了2/3，成本降低30%。
“十四五”是我國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要階段，也是我國(guó)鑄造行業(yè)加快發(fā)展的重要時(shí)期。一些鑄造企業(yè)還在因高能耗、高污染、產(chǎn)品精度達(dá)不到要求、招工難等問(wèn)題而困擾，深陷資金、技術(shù)、訂單的循環(huán)怪圈中而彷徨和迷茫。建議這些企業(yè)經(jīng)營(yíng)者們應(yīng)及早跳出固有思維，在深刻理解并領(lǐng)會(huì)國(guó)家大政方針的基礎(chǔ)上，主動(dòng)求變，轉(zhuǎn)換思路和發(fā)展方式，通過(guò)技術(shù)、工藝的改造升級(jí)，走綠色化、智能化、高端化的可持續(xù)發(fā)展之路，才能抓住機(jī)遇，在困境中實(shí)現(xiàn)突圍。

轉(zhuǎn)型壓力下的鑄造業(yè)如何破局突圍最先出現(xiàn)在三帝科技股份有限公司。

5月8日-11日，第二十一屆中國(guó)國(guó)際鑄造博覽會(huì)將在天津·國(guó)家會(huì)展中心舉辦。新一代3D打印裝備與快速制造服務(wù)提供商北京三帝科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“三帝科技”）將攜3D打印綠色快速鑄造解決方案登陸展會(huì)。

習(xí)近平總書(shū)記在十四屆全國(guó)人大一次會(huì)議中強(qiáng)調(diào)要“推動(dòng)制造業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展”。2023年4月，工信部等國(guó)家三部委聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于推動(dòng)鑄造和鍛壓行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》（工信部聯(lián)通裝〔2023〕40號(hào)）中明確指出，到2025年無(wú)模鑄造、砂型3D打印、輕質(zhì)高強(qiáng)合金輕量化等先進(jìn)工藝技術(shù)要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。鑄造業(yè)的發(fā)展將迎來(lái)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的加速調(diào)整期，推動(dòng)鑄造產(chǎn)業(yè)向綠色化、高端化、智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)，已成為提升鑄造業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力、實(shí)現(xiàn)全面可持續(xù)發(fā)展的重要引擎。
三帝科技專(zhuān)注于3D打印綠色快速制造裝備及服務(wù)，擁有豐富的3D?打印服務(wù)經(jīng)驗(yàn)及鑄造經(jīng)驗(yàn)，基于“工藝設(shè)計(jì)、3D?打印、鑄造、機(jī)加工及檢測(cè)”等一體化的技術(shù)工藝，可提供高質(zhì)量的研發(fā)試制、小批量多品種、復(fù)雜結(jié)構(gòu)金屬產(chǎn)品的快速制造服務(wù)。通過(guò)旗下隆源成型自主研發(fā)的3DP?噴墨砂型、SLS?選區(qū)激光燒結(jié)3D?打印系列裝備，形成了3DP?砂鑄、SLS?砂鑄、SLS?蠟?zāi)＞T等全套工藝解決方案。可為航空航天、汽車(chē)、軌道交通、船舶泵閥、工程機(jī)械、教育科研、藝術(shù)鑄造等行業(yè)用戶(hù)提供鋁合金、銅合金、鑄鐵、鑄鋼、鎂合金、高溫合金、鈦合金等的快速制造服務(wù)。

展會(huì)同期直播活動(dòng)

直播主題
3DP砂型打印技術(shù)在綠色鑄造中的應(yīng)用實(shí)踐

直播時(shí)間
 2023年5月8日14:00-15:30

直播講師
 三帝科技產(chǎn)品技術(shù)副總 趙浩博士
三帝科技綠色快速鑄造總監(jiān)兼欣鑫鑄造總經(jīng)理 譚大為

線下直播地點(diǎn)
國(guó)家會(huì)展中心（天津）
S13館D07三帝科技展位

線上直播間

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直播合作
南極熊3D打印

直播主要內(nèi)容

本次直播將通過(guò)分享3DP砂型打印技術(shù)在綠色快速鑄造示范工廠中的成功應(yīng)用案例，探討新發(fā)展格局下，傳統(tǒng)鑄造企業(yè)如何通過(guò)科技賦能抓住產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇，變中求進(jìn)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

三帝科技3D打印綠色快速鑄造解決方案將參加中國(guó)國(guó)際鑄造展最先出現(xiàn)在三帝科技股份有限公司。