導讀：隨著砂型3D打印技術在打印效率、打印尺寸、砂型性能等方面的持續(xù)提高，以及3D打印砂型成本的持續(xù)下降，已然逐步作為被傳統鑄造行業(yè)廣泛運用的一種創(chuàng)新技術路線。
2024 年 7 月 4 日，由中國鑄造協會主辦的“第二十二屆中國國際鑄造博覽會”在上海開幕，來自 50 多個國家和地區(qū)的1500多家鑄造產業(yè)上下游的知名展商亮相這次展會，作為推動鑄造行業(yè)轉型升級、走高質量發(fā)展道路的重要平臺。
△第二十二屆中國國際鑄造博覽會開幕儀式
△愛司凱董事長李明之先生受邀做為剪彩嘉賓出席開幕式
南極熊獲悉，砂型3D打印機制造商愛司凱重磅亮相這次展會，發(fā)布了三款生產線級的砂型3D打印設備T1814、T2518和BTHS2515出口版，并與三家在砂型鑄造產業(yè)鏈上的優(yōu)良供應商簽定戰(zhàn)略合作，從多個維度來推動3D打印技術幫忙鑄造產業(yè)進一步的降本增效，實現綠色智能鑄造。
在中國鑄造協會的支持下，在協會會長張立波先生及眾多鑄造業(yè)大咖的見證下，“同心筑夢”愛司凱3D 打印+綠色智能鑄造產業(yè)鏈戰(zhàn)略合作儀式成功舉辦。針對當前我國的鑄造產業(yè)來講，這是一場擁有深遠道理的簽約儀式，愛司凱攜手濟南圣泉集團、廣西蘭科資源再生利用有限機構、佛山市國恒網絡科技有限機構成功簽署戰(zhàn)略合作協議，四家企業(yè)強強聯手，一起致力于推進砂型 3D 打印產業(yè)的發(fā)展，為鑄造業(yè)客戶降低生產成本，加強生產效率，開啟了行業(yè)發(fā)展的新篇章。
△佛山國恒科技董事長陳耀波（左一）、愛司凱董事長李明之（左二）、濟南圣泉集團材料事業(yè)部總經理袁永（右二） 、廣西蘭科資源董事長戴偉平（右一）
愛司凱做為此次戰(zhàn)略合作的核心成員之一，經歷近20年的深耕細作，已躋身為中國增材制造(3D工業(yè)打印)行業(yè)的創(chuàng)新先鋒，自主開發(fā)的“壓電噴墨打印頭”為國家工信部加入的3D打印核心部件，已做生意業(yè)化應用在工業(yè)增材制造主流行業(yè)的3D砂型、3D陶瓷打印制品中。
△愛司凱自研砂型3D打印機壓電打印噴頭
其砂型 3D 打印機憑借自研的壓電噴頭核心零部件，在行業(yè)內處在領先地位。經過持續(xù)的技術創(chuàng)新和優(yōu)化，愛司凱的砂型 3D 打印處理方法能夠為鑄造企業(yè)供給高精度、繁雜結構的砂型制造，大大加強了鑄造制品的質量和生產效率。這次展會上，最新發(fā)布的生產線級砂型3D打印設備，經過集中清砂系統和循環(huán)打印倉，進一步降低了鑄造企業(yè)的投資成本。
△愛司凱新發(fā)布的砂型3D打印機T1814
成立于1979年的濟南圣泉集團，產業(yè)覆蓋生物質精煉、高性能樹脂及復合材料、鑄造材料、健康醫(yī)藥、新能源等行業(yè)。高性能樹脂及復合材料產業(yè)是圣泉的主導產業(yè)，日前圣泉集團酚醛樹脂產能達65萬噸/年，呋喃樹脂年產能15萬噸，均位居全世界前列。其生產的鑄造材料覆蓋冷芯盒樹脂、覆膜砂酚醛樹脂、堿性酚醛樹脂、涂料、固化劑、無機粘結劑、發(fā)熱保溫冒口、熔煉材料等一百多種，構建了完整鑄造材料制品體系。
圣泉集團亦重磅亮相本屆鑄造展，據南極熊認識，圣泉集團針對愛司凱的砂型3D打印壓電噴頭，專門研發(fā)了一款高性能的呋喃樹脂材料，做為砂型3D打印中的粘結劑，?擁有優(yōu)秀的耐蝕性能、?耐熱性能及機械性能，能夠為砂型 3D 打印供給優(yōu)秀的原材料保證，加強砂型的強度和穩(wěn)定性，況且成本大幅下降。
△圣泉集團展出的3D打印呋喃樹脂
廣西蘭科資源重點為鑄造行業(yè)供給鑄造廢砂及其他鑄造固體廢棄物的全方位綜合利用處理方法、量身定制中試服務、設備交鑰匙工程以及投資運營管理，持有先進的廢砂再生處理的產業(yè)化工藝技術和核心裝備技術。經過自主開發(fā)的技術及裝備對鑄造廢砂進行再生處理后產出的再生砂性能優(yōu)于新砂，可100%替代新砂，實現廢砂零排放，同期減少了90%新砂開采量，可為鑄造企業(yè)降低20%的用砂成本、明顯降低鑄件廢品率和縮短鑄件清理工時，是優(yōu)秀的鑄造再生循環(huán)利用成套環(huán)保設備的供應商。
3D打印砂的回收再利用，是每一家鑄造廠都需要處理的問題，在鑄造過程中產生的廢砂和廢渣，廣西蘭科能夠經過先進的技術和工藝進行回收處理，將其轉化為可再利用的原材料，減少對新資源的開采和運用。同期，廣西蘭科還能夠對鑄造企業(yè)產生的廢水、廢氣進行有效處理，實現達標排放，為鑄造產業(yè)的可連續(xù)發(fā)展供給有力支持。
佛山國恒科技在數字化和智能化行業(yè)擁有深厚的技術累積和豐富的應用經驗。這里次合作中，國恒科技將以自己累積的數萬個區(qū)別類型的砂型鑄造案例數據為基本，為鑄造廠商供給數字化的處理方法，包含生產過程的數字化監(jiān)控、質量追溯系統、智能供應鏈管理等。
經過國恒科技的數字化技術，鑄造企業(yè)能夠實時監(jiān)控砂型 3D 打印的生產過程，即時發(fā)掘和處理生產中的問題，加強生產效率和制品質量。質量追溯系統能夠保證每一個鑄造制品的質量可追溯，為客戶供給更加靠譜的制品。智能供應鏈管理則能夠優(yōu)化原材料的采購和配送，降低庫存成本，加強供應鏈的響應速度。
在簽約儀式之后，南極熊對愛司凱董事長李明之進行了采訪，李明之暗示：“愛司凱處理了卡脖子的打印噴頭問題，圣泉集團供給了更有競爭力的樹脂材料，蘭科系統性的鑄造砂回收處理方法，國恒的海量鑄造案例，將鑄造廠在引入砂型3D打印技術所面臨的一系列問題一次性處理掉。咱們相信砂型3D打印就會在鑄造廠里實現真正的生產化應用，而不僅是開發(fā)的應用。咱們四方此刻供給的方法，能夠將砂型的打印成本降低到1元/公斤上下，況且處理了砂回收問題、環(huán)境問題，咱們叫作之為綠色智能鑄造，同期降低了鑄造企業(yè)在工藝、軟件方面的試錯成本。咱們認為這般能夠徹底地加強鑄造廠對運用3D 打印的自信心，讓中國全部的鑄造產業(yè)在全世界最具競爭力，這便是咱們這次戰(zhàn)略合作簽約的目的。”
此次愛司凱與圣泉集團、蘭科資源、國恒科技的戰(zhàn)略合作，擁有多方面的重要道理。從技術創(chuàng)新、產業(yè)升級、環(huán)境守護多個維度支持鑄造業(yè)轉型升級，展望將來，四家企業(yè)將攜手共進，持續(xù)深化合作行業(yè)，拓展市場空間。預計在將來幾年內，砂型 3D 打印產業(yè)將取得更加明顯的發(fā)展成果，為鑄造業(yè)的轉型升級注入強大動力。相信在四家企業(yè)的一起奮斗下，砂型 3D 打印產業(yè)將迎來更加美好的明天，為我國鑄造業(yè)的發(fā)展做出更大的貢獻。
--------------------------------------------- 像“華為造手機”同樣造3D打印機！實地拜望愛司凱杭州工廠2024年5月，南極熊曾實地走訪了砂型3D打印機生產廠商愛司凱的杭州工廠，深入認識了這家機構是怎樣走上3D打印之路的。
△愛司凱董事長李明之（左）、南極熊潘學松（右），位置于愛司凱杭州工廠
靠CTP設備起家做到全世界前三
這次南極熊實地拜望，受到愛司凱董事長李明之先生的親自接待，他帶領咱們參觀了愛司凱的開發(fā)和生產大樓。李明之告訴南極熊，其實愛司凱最早是做計算機直接制版機（CTP）起家，這是一種將數字化的印前圖文信息直接轉移到印版上的設備，這些設備重點用于報紙、雜志等需要大批量印刷的行業(yè)。愛司凱日前在CTP設備方面已然做到全世界前三的位置，就連國際大廠日本富士的CTP設備亦是由于愛司凱貼牌生產的。CTP設備需要用激光在鋁板上進行精細雕刻，因此呢，愛司凱把握了精細運動掌控的關鍵技術，并且將這套精細運動掌控技術應用于砂型3D打印機的研發(fā)其中。
△愛司凱的計算機直接制版機（CTP）生產車間
△愛司凱為日本富士貼牌生產的CTP設備
像“華為造手機”同樣造3D打印機
在生產大樓的一樓，咱們最終看到了愛司凱的砂型3D打印機生產線，工人們正在組裝多個型號的砂型3D打印機， 包含可打印1.8米尺寸的上下雙工作砂箱打印設備S1800，和集中式清粉的風暴T1800、T2515產線方法，以及出口型博通漢斯BTHS2515、BTHS4025。
△愛司凱砂型3D打印機生產車間
△愛司凱集中式清粉的風暴T1800、T2515產線方法，經過軌道將打印倉運送到指定位置進行清粉，多臺打印設備匹配一套清粉裝備。這是一套真正的3D打印產線全流程方法，而非是傳統鑄造廠產線升級方法。
李明之暗示：“與國內其他砂型3D打印機廠商區(qū)別，愛司凱砂型3D打印機的核心在于運用了自研的壓電打印噴頭，而其他廠商只能運用進口的噴頭。愛司凱自研打印噴頭就好比華為造手機運用麒麟芯片，奇瑞造車運用自開發(fā)動機同樣，將核心部件把握在自己手中，咱們不可被國外‘卡脖子’” 。
據南極熊認識，愛司凱從2012年就起始立項開發(fā)壓電式噴墨打印頭，前前后后投資了數億元，可謂是十年磨一劍。與到處采購零件，快速組裝營銷掙錢相比，李明之顯然是選取了一條更艱難的道路。非常多核心零部件之因此無國產化，一方面是其技術門檻高開發(fā)投入大，另一方面是國內缺少配套的加工設備。例如想生產芯片，但無光刻機，可謂是“巧婦難為無米之炊”。
△3D打印壓電噴頭在潔凈房內生產
愛司凱為了開發(fā)生產這個小小的打印噴頭，需要配備一整套的加工設備，這些設備常常亦是被國際巨頭壟斷的或因為國內需要量太小，基本無人造。愛司凱只能自己去造這些設備，比如噴頭各部件：噴孔板打孔設備、切割設備、涂覆設備、熱壓設備、揭發(fā)設備、檢測儀器等。這些設備都被放在四樓2000平米的潔凈房內用于生產打印噴頭。況且，就連打印頭上的主芯片，愛司凱亦給出了自己的處理方法。
△為了開發(fā)壓電式打印噴頭，愛司凱又造了一批加工設備
△高速相機下拍攝的1滴墨水的噴射過程
在重重困難之下，經太多年的連續(xù)研發(fā)愛司凱最終還是取得了突破，推出了國產的壓電式打印噴頭，打破了國內在這一行業(yè)的空白，并大幅降低了這一核心零部件的成本。日前，愛司凱的噴墨打印頭有512孔和1024孔兩種，分辨率分別為200dpi和400dpi。量產的512噴頭已運用在機構全系列3D砂模和3D陶瓷打印機上，部分MEMS工藝的512噴頭正在細分市場進行試用和測試；立式傳統1024噴頭和立式MEMS1024亦已進入開發(fā)樣品的小批量測試周期。因為采用自研噴頭，能夠按照3D打印材料的特性，選取噴頭流道的材料，從材料兼容性上大大加強噴頭壽命。按照區(qū)別打印材料，為客戶定制區(qū)別材質噴頭，為多元化材料的在3D上的應用供給支持。
△愛司凱3D打印壓電噴頭及結構
愛司凱為何選取了一條最艱難的路？
在參觀完愛司凱的開發(fā)、生產廠房之后，南極熊為之震驚，沒想到愛司凱竟然真的為了制造這個小小的噴頭，投入了如此巨大的精力和開發(fā)成本。然則，南極熊依然心存疑慮，在其他廠商紛紛想辦法快速推出打印設備，盡快實現盈利的背景下。愛司凱卻選取了苦熬十年，為了年營銷百臺級別的砂型3D打印機，噴頭千個級別的用量，投資幾個億去開發(fā)打印噴頭，這到底值不值得？
李明之暗示：“這是一項“卡脖子”的技術，國內總要有人去做，倘若咱們都不做，那咱們將始終被卡脖子?？杀氖?，在咱們推出打印噴頭之后，同行并不相信咱們能夠做噴頭。而實質上咱們的打印噴頭與進口的相比，在性能、兼容性、運用壽命及應用成本方面均具備優(yōu)良，愛司凱的噴頭壽命超過1000億次，況且在砂型機的服務周期中噴頭的更換成本亦更低。況且經過咱們的長時間運行驗證之后，這個打印噴頭將來還能用于噴繪等行業(yè)，用量級別在數萬個?！?/p>
△愛司凱董事長李明之手持傾盡心血開發(fā)的打印噴頭
因為壓電打印噴頭技術之前始終把握在日本富士等極少許國外廠商手中，因此呢3D打印機設備廠商倘若想對噴頭做有些定制化的研發(fā)幾乎是不可能的。而倘若持有了自研噴頭，則把握了完全的主動權。
愛司凱為了適應各樣區(qū)別的墨水，針對打印噴頭做了非常多適應性的研發(fā)。以環(huán)氧樹脂墨水為例，其粘度在200-2000mPa.s，引起流體阻力增多。愛司凱3D樹脂類專用噴頭經過增多流道截面積，配備熱循環(huán)系統（保準噴頭在80-100攝氏度下穩(wěn)定工作）和高電壓驅動系統來實現穩(wěn)定的打印。
△愛司凱為客戶供給的砂型3D打印設備
針對有機酸類的墨水來講，其化學性能較為活潑，對金屬材料有腐蝕、對高分子材料有溶脹現象。為了打印這種材料，AMSKY固化劑專用噴頭更換了流道材料（單晶硅、硅酸鹽），更換了粘結劑（耐強酸），并在液體流過的界面增多半導體級涂層（耐強堿強酸）。
針對水基墨水來講，主溶劑為水，容易產生氣泡。溶質密度偏大，固含量偏高，容易沉淀。AMSKY陶瓷類專用噴頭經過增多脫氣單元，增多回流流道截面積，更改為正壓供墨系統等方式實現對水基墨水的噴墨打印。
將來的路該怎么走
南極熊相信，在SLM 選取性激光熔融金屬3D打印機起始紛紛采用國產激光器同樣，BJ粘結劑噴射3D打印機將來亦會采用國產打印噴頭，這是一條必經之路。此刻BJ粘結劑噴射3D打印技術正在崛起，將來的潛能巨大，這項技術不僅能夠打印砂型，還能夠打印陶瓷和金屬，乃至尼龍等材料，這些都需要用到打印噴頭。到那時，愛司凱的長線策略將會真正的綻放出應有的光芒。
這次愛司凱的拜望之旅，南極熊除了震驚之外同期亦充滿了期待。由于不僅看到壓電打印噴頭這一核心器件的突破之路，李明之還向南極熊展示了另一一項黑科技，是SLM金屬3D打印設備中的一個核心零部件，這項技術有望大幅降低8激光金屬機的價格。在這兒先賣個關子，等到制品正式發(fā)布之時，南極熊再來揭秘。