Tối ưu chi phí bằng cách kết hợp in 3D và công nghệ đúc khuôn cát

Việc kết hợp giữa công nghệ in 3D và công nghệ đúc khuôn cát là một bước đột phá cho ngành tạo mẫu. Sự kết hợp này đem lại nhiều lợi ích như rút ngắn thời gian, tiết kiệm chi phí. Để tìm hiểu thêm về ứng dụng này, hãy cùng 3D Vạn Lộc theo dõi nội dung bài viết sau đây nhé!

Đôi nét về công nghệ in 3D và công nghệ đúc khuôn cát

Công nghệ in 3D

In 3D hay công nghệ in 3D gọi là sản xuất bồi đắp, là quá trình tạo ra các vật thể ba chiều từ mô hình số hóa. Quá trình này thực hiện bằng cách đắp chồng các lớp vật liệu theo thiết kế 3D ban đầu. Các công nghệ in 3D phổ biến bao gồm FDM (Fused Deposition Modeling), SLA (Stereolithography), SLS (Selective Laser Sintering). Với ưu điểm tạo mẫu nhanh và khả năng tùy chỉnh linh hoạt, in 3D đã giúp rút ngắn thời gian sản xuất, giảm lãng phí vật liệu và có thể tạo ra các sản phẩm theo yêu cầu cá nhân. Mặc dù chi phí đầu tư cao, nhưng chất lượng sản phẩm tốt nên được ứng dụng rất nhiều trong các lĩnh vực như tạo mẫu, y tế, xây dựng kiến trúc, cơ khí, tiêu dùng, giáo dục, giải trí, tiếp thị...

Công nghệ đúc khuôn cát

Đúc khuôn cát là kỹ thuật tạo khuôn mẫu được sử dụng rất nhiều tại các cơ sở sản xuất cơ khí, đồ mỹ nghệ,... Khuôn cát là loại luôn đúc một lần tức chỉ sử dụng một lần. Sau khi kim loại lỏng được rót vào và nguội đi, khuôn sẽ bị phá hủy để lấy sản phẩm. Các sản phẩm được đúc bằng khuôn cát có độ chính xác thấp, độ mịn bề mặt kém, phần dư thừa lớn nên yêu cầu gia công nhiều sau khi dỡ khuôn. Tuy nhiên, khuôn cát lại có một ưu điểm là có thể đúc được những vật có kết cấu khá phức tạp, khối lượng lớn và giá thành thấp.

Ứng dụng in 3D và công nghệ đúc khuôn cát giúp tối ưu chi phí như thế nào?

Các nhà chế tác, nhà thiết kế, kỹ sư, thợ kim hoàn và nhiều cá nhân khác có thể tận dụng những ưu điểm của in 3D bằng cách kết hợp với quy trình đúc khuôn cát với các mẫu in 3D. Phương pháp này sẽ giúp tối ưu chi phí và nguồn lực đáng kể so với phương pháp đúc truyền thống.

Rút ngắn thời gian sản xuất: In 3D có tốc độ tạo mẫu nhanh chóng mà không cần đến sự tham gia 100% từ con người, quy trình sản xuất mẫu được thực hiện bằng máy in 3D. Tận dụng in 3D đã giảm thiểu các công đoạn phức tạp trong quy trình sản xuất phôi mẫu cho đúc khuôn cát truyền thống. Việc này giúp rút ngắn chu kỳ sản xuất, đáp ứng nhanh nhu cầu thị tường và tăng khả năng cạnh tranh cho doanh nghiệp.

Giảm chi phí sản xuất: Sử dụng in 3D để tạo mẫu phôi cho khuôn cát giúp giảm đáng kể chi phí so với phương pháp truyền thống. Ước tính rằng, trung bình dự án sản xuất có thể tiết kiện tới 75% chi phí liên quan đến việc tạo khuôn nhờ sử dụng công nghệ in 3D trong quá trình đúc khuôn cát thay vì các cách thức truyền thống. 

Tăng độ chính xác và chất lượng: Hiện nay với nhiều bản nâng cấp và cải tiến, công nghệ in 3D hiện tại đã có thể tạo ra các mẫu khuôn với độ chính xác cao, dung sai dưới 0,05mm đáp ứng tốt yêu cầu của đúc khuôn cát. Điều này đảm bảo sản phẩm cuối cùng có chất lượng cao, giảm thiểu lỗi và phế phẩm trong quá trình sản xuất.

Linh hoạt thiết kế và sản xuất: Với tính tùy chỉnh cao, in 3D cho phép tạo ra các thiết kế phức tạp mà phương pháp truyền thống khó thực hiện hoặc không thể thực hiện. Sự kết hợp giữa in 3D và đúc khuôn cát có thể mở ra cơ hội cho việc phát triển các sản phẩm mới, độc đáo và được cá nhân hóa theo từng yêu cầu cụ thể.

Giảm lãng phí nguyên vật liệu: Phương pháp in 3D sử dụng nguyên liệu một các hiệu quả, chỉ sử dụng lượng vật liệu cần thiết cho việc tao mẫu, giúp giảm lãnh phú và tối ưu chi phí nguyên vật liệu. So với các vật liệu truyền thống như gỗ, in 3D cho phép các nhà sản xuất tạo ra các hình dạng phức tạp và chuyển thẳng từ thiết kế kỹ thuật số sang đúc.

Quy trình kết hợp in 3D vào đúc khuôn cát

Thay vì sử dụng các phương pháp gia công truyền thống như đem mẫu đúc khuôn cát đi gia công CNC gỗ, nhựa POM, xốp,... gây mấy thời gian và tốn nhiều chi phí. Quy trình ứng dụng in 3D vào đúc khuôn cát được tiến hành như sau:

1. Tạo mẫu thiết kế trên phần mềm

Quá trình bắt đầu bằng việc tạo ra mô hình 3D của sản phẩm dự kiến bằng phần mềm CAD. Mô hình này sẽ được sử dụng để in khuôn hoặc lõi cát bằng máy in 3D. Việc sử dụng thiết kế số hóa cho phép dễ dàng điều chỉnh và tối ưu hóa thiết kế trước khi tiến hành sản xuất thực tế.

2. In mẫu bằng máy in 3D

Sau khi hoàn thiện thiết kế, dữ liệu được chuyển đến máy in 3D chuyên dụng để in khuôn và lõi cát. Công nghệ in 3D cho phép tạo ra các khuôn và lõi có hình dạng phức tạp với độ chính xác cao, giảm thiểu sai sót với phương pháp truyền thống.

Thông thường, máy in 3D FDM được dùng để giúp . Máy in 3D FDM sẽ hoàn thiện sản phẩm theo từng lớp nhựa rất mỏng sử dụng dữ liệu file CAD từ máy tính. Các bề mặt mà công nghệ FDM tạo ra đáp ứng được tất cả các yêu cầu của mẫu đúc khuôn cát sau khi xử lý.

3. Lắp ráp khuôn và chuẩn bị đúc

Khi các bộ phận khuôn và lõi đã được in xong, chúng được lắp ráp lại để tạo thành khuôn hoàn chỉnh. Việc lắp ráp chính xác đảm bảo chất lượng của sản phẩm đúc, giảm thiểu hiện tượng lệch khuôn và các lỗi khác.

4. Tiến hành đúc khuôn cát

Kim loại được nung chảy ở nhiệt độ phù hợp và đổ vào khuôn cát đã được chuẩn bị. Khuôn cát in 3D có khả năng chịu nhiệt tốt và giữ hình dạng ổn định trong quá trình đổ kim loại, đảm bảo sản phẩm đúc đạt chất lượng cao.

Sau khi kim loại nguội và đông đặc, khuôn cát được tháo ra để lấy sản phẩm đúc. Khuôn cát in 3D thường dễ tháo dỡ và ít gây hư hại cho sản phẩm, giảm thiểu công đoạn làm sạch và gia công sau đúc.

5. Hoàn thiện sản phẩm

Sản phẩm đúc sau khi được lấy ra khỏi khuôn sẽ trải qua các bước hoàn thiện như làm sạch, gia công cơ khí và kiểm tra chất lượng để đảm bảo đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật và yêu cầu của khách hàng.

3D VẠN LỘC: Đơn vị cung cấp dịch vụ in 3D chuyên nghiệp, uy tín hàng đầu

Với nhiều năm kinh nghiệm, 3D Vạn Lộc đã tiến hành nhiều dự án in 3D. Chúng tôi sở hữu dàn máy in 3D sử dụng công nghệ tân tiến, hiện đại như FDM, SLA, SLS... Đa dạng vật liệu như nhựa PLA, ABS, PETG, TPU, Resin để đáp ứng mọi nhu cầu của khách hàng. Quý khách có nhu cầu sử dụng dịch vụ in 3D, vui lòng liên hệ cho 3D Vạn Lộc để được tư vấn và báo giá chi tiết.

Xem thêm: Báo giá dịch vụ in 3D