解锁熔模铸造的未来：3D Systems 的 Patrick Dunn 使用 QuickCast Air – 3D打印行业资讯网

在今年的国际制造技术展 (IMTS) 上，增材制造 (AM) 领域原始设备制造商 (OEM) 的主题似乎是间接制造。如果使用 3D 打印工具，这项技术可以影响数百万个零件的生产呢？ 立即地 未来通过间接而不是直接生产最终零件？

没有人比 3D Systems（纽约证券交易所股票代码：DDD）更了解这一策略，它是隐形矫治器市场诞生和成功的关键因素。在那里，该公司的立体光刻 (SLA) 机器每年用于为数百万个透明对准器 3D 打印定制热成型模具。

3D Systems Corporation 高级应用程序开发副总裁 Patrick Dunn 将继续在这一成功的基础上再接再厉。我们与 Dunn 坐下来讨论了该公司的最新产品 QuickCast Air，以及它如何推动熔模铸造行业的发展。

创世纪 QuickCast Air

失蜡铸造是一种有着数千年历史的工艺，几个世纪以来经历了逐步的改进。然而，QuickCast Air 的推出标志着一个飞跃。 Dunn 解释说，这项创新的诞生是为了使 3D 打印比传统制造方法更具成本竞争力。

“这是增材制造工作流程的首批示例之一，与传统制造相比具有成本竞争力，”邓恩说。 “从历史上看，3D 打印始终呈现出一长串的价值主张——速度更快、不需要工具，并且可以灵活地动态更改设计。但始终存在零件与零件、磅与磅之间的经济问题。”

Dunn 指出，与传统材料相比，铸造厂通常对 3D 打印材料的高成本感到犹豫。 “当他们询问 3D 打印公司‘你们的材料成本是多少？’时，他们通常会说每公斤 90 至 120 美元，而对于注塑蜡，他们的价格约为每公斤 10 美元。会议常常以死胡同结束，”他指出。

改变材料效率场景

为了解决这种成本差异，3D Systems 专注于利用 3D 打印的固有优势，即以最少的材料使用来创建复杂几何形状的能力。 “我们意识到 3D 打印非常适合创建复杂的形状。那么我们为什么不扭转这一局面，让模板变得超级高效呢？” ——邓恩提议道。

了解 QuickCast Air – 该解决方案可让您创建由 95% 空气和仅 5% 塑料组成的铸造模型。 “虽然这种材料的价格贵十倍，但使用 95% 的空气意味着零件中材料的实际成本约为 5 美元，是蜡的一半，”邓恩解释道。 “我们正在充分利用 3D 打印，现在勾选了清单上的最后一个框：成本竞争力。”

这项创新将为传统保守的铸造行业打开大门。通过显着降低材料消耗和成本，QuickCast Air 使 3D 打印成为大规模注塑成型应用的可行替代方案。

传统与数字生产的混合

Dunn 强调，QuickCast Air 是一种混合方法，将传统制造的优点与先进的数字技术相结合。他说：“采用古老的传统制造工艺（即熔模铸造），可以在极具成本效益的工作流程中获得几乎无限数量的合金，并将其与先进的数字技术（即 3D 打印）相结合。”

这种杂交可以在广泛的应用中取得实际成果。 “我们将最好的 3D 打印和最好的传统制造结合到这些间接工作流程中，”Dunn 补充道。

实际应用和客户成功

QuickCast Air 已经在高性能和准确性至关重要的行业中掀起了波澜。虽然邓恩无法透露客户的具体姓名，但他确实提到该技术广泛应用于“轨道电梯”。

“他们欣赏 3D 打印可以实现的高生产率——复杂形状、液氧、甲烷歧管、收敛和发散喷嘴以及其他应用。这些部件中有大量的铸件，”他说。

一个著名的例子是使用 QuickCast 模板生产的一级方程式赛车的钛铸件。 “这是使用 QuickCast 创建的熔模铸造模板，这是该模板的钛铸件，”Dunn 指出，展示了该技术的多功能性和精度。

扩大工业应用

除了熔模铸造之外，3D Systems 在其他领域也看到了快速的工业化。 “我们看到快速工业化的另一个领域是半导体，”邓恩说。 “用于制造微芯片的设备——移动晶圆并在晶圆上形成图像的大型机器——必须将温度控制到小数点后。”

增材制造使设计人员能够创建重量轻、惯性低且使用先进冷却技术进行热控制的子组件。 “我们在这个领域看到了很多应用，”他补充道。在“”中更详细地讨论了这一垂直领域的巨大机遇。半导体 3D 打印：市场机会简要概述“增材制造研究公司估计，到 2024 年，半导体市场的 3D 打印将产生 1.6 亿美元的市场活动，到 2032 年可能增长到 14 亿美元。

在航空航天和国防工业中，包括从潜艇到飞机的所有领域，增材制造正在成为一种标准制造方法。 “它成为一种标准的制造方式，在我看来，这就是技术工业化的定义，”邓恩说。

金属印刷和金属加工的创新

Dunn 强调了该公司在直接金属打印方面取得的成就，特别是在钨等具有挑战性的材料方面。 “用传统方法制造这样的钨零件极其困难，”他解释道，并展示了笨重而复杂的核准直器。 “它由于温度高而无法铸造，而且由于它超硬、耐磨且非常脆，因此很难加工。”

使用集中光纤激光器，3D Systems 可以在钨中创造出奇特的形状，为核工业和半导体工业开辟新的可能性。 “设计师现在可以使用粉末熔合等新技术来处理钨等旧材料，从而开辟新的可能性，”邓恩说。

间接工作流程和制造业的未来

Dunn 强调了增材制造中间接工作流程的重要性，其中 3D 打印与传统制造工艺相结合来生产最终用途零件。 “人们低估了世界上 90% 以上的工业 3D 打印是间接的，”他说。

他列举了一些例子，例如使用可大规模定制的一次性热成型工具的透明正畸矫正器，以及 3D 打印在珠宝熔模铸造中的广泛使用。 “你可以将 3D 打印的最佳技术与传统制造的最佳技术相结合，生产出即用型零件，”他说。

谈到 3D 打印在桥梁原型设计和制造中的应用，Dunn 强调了公司如何利用这些技术来加快产品开发。 “公司可能需要生产 500 件才能进入市场，并进行市场反馈、研究、测试、舒适度、耐用性等等，”他解释道。 “建模很困难；你必须实际构建并测试它。”

虽然这些不是最终的生产版本，但增材制造允许在投资大规模生产工具之前进行快速迭代和测试。 “我们在消费汽车行业看到了一些这种情况，”邓恩补充道。 “一旦注射成型工具被重新设计，他们就会用 3D 打印工艺取代注射成型，并改变经济性。”

新一代拥抱增材制造

Dunn 指出，新一代工程师正在进入就业市场，他们是在 3D 打印作为标准制造选项的背景下成长起来的。 “我们现在看到了很多这样的情况——进入工业领域的新一代人的假设是可加性是解决大多数问题的方法，”他说。 “这对我们有好处。”

这种思维转变正在加速增材制造在各行业的采用，进一步加强其在现代制造工艺中的作用。

展望未来

借助 QuickCast Air，3D Systems 不仅推出了新产品，还突破了生产能力的界限。通过解决关键的成本障碍并利用传统和增材制造技术的优势，该公司准备为历来抵制变革的行业做出重大贡献。

随着熔模铸造市场的持续增长（预计到 2034 年底将达到 339 亿美元），QuickCast Air 等经济高效的替代方案的推出使 3D Systems 处于变革熔模铸造行业的前沿。