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角逐千亿砂型铸造市场,南极熊专访广东中立鼎

2022-05-10 09:12:55

(新闻转载自南极熊3D打印公众号

导读:传统手工砂型铸造正面临着无工可用、污染环境、利润下滑等一系列紧迫问题,3D打印技术的出现让千亿砂型铸造产业找到了新的发展方向,如今砂型铸造正在从“傻大黑粗”升级为自动化、智能化的生产。这个领域也不断有新的企业介入和创新,加速转型升级的步伐。2022年5月,南极熊专访了一家刚刚成立不到一年的砂型3D打印设备制造企业,广东中立鼎的创始人、总经理王君衡先生。

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△王君衡,机电一体化专业,清华大学EMBA,机电工程师、经济师、管理咨询师,在3D打印领域,获得国家ZL30多项、发表专业论文多篇、主要参与团体标准编写3篇、主导或者主要参与研发项目多个、多次获得佛山市高新技术进步奖。


成立中立鼎,角逐千亿砂型铸件市场

根据中铸协统计,“我国有26000家铸造厂,砂型铸件的市场规模约1200亿元。”通过3D打印技术可以大幅简化砂型铸件的生产流程,是砂型铸造行业发展趋势。“在‘双碳’背景下,3D打印技术将持续赋能铸造行业,预计未来五年砂型3D打印设备的需求量将超过2000台。”

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△3D打印技术简化了砂型铸件的生产流程


可见,砂型铸件是一个千亿级别的大市场,对于砂型3D打印设备制造企业来讲也是一个大蛋糕。然而,据南极熊了解,目前在这个领域的3D打印设备企业并不算多,大概只有不到十家。

    王君衡表示:“目前,在砂型铸造市场,3D打印方式占的比重还比较少,主要是在新产品研发领域、复杂产品制造、小批量生产领域使用,比如:航空航天、军工、发动机、内燃机、泵阀、模具行业等。要想大规模应用,还有一些急需解决的问题,比如要不断提高打印效率,不断降低打印成本。未来接受砂型3D打印的用户会越来越多,机会也会越来越大。”

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   △3D打印砂型照片


机电一体化专业出身的王君衡,从事大型机电装备技术研发及制造管理工作二十多年,专注3DP技术应用研发多年,曾经主持主导研发第四代砂型3D打印机,技术达到国内领先,部分关键技术指标达到国际先进水平。“2020年底,我从上家3DP企业离职之后,依然有不少客户、投资人、同行找到我,希望我能继续在这个领域发挥价值。于是,2021年11月我们在佛山成立了广东中立鼎智能科技有限公司,落户在广东省佛山国家高新区狮山松夏工业园,续写与砂型3D打印的情怀和故事。”

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不到一年推出砂型3D打印机,多项技术突破

    王君衡告诉南极熊:“中立鼎的几位合伙人均是技术出身,分别来自自动化、机电一体化、铸造和软件领域。创始团队已经在3DP行业深耕多年,具有丰富的3D打印技术和数字化智能化装备经验。核心骨干员工将参与持股以提高积极性,公司正在引进投资股东资源互补,原则上是财务投资,公司经营管理则由创始股东全面负责。”

    由于具有良好的技术基础,因此在成立不到一年时间里,中立鼎已经研发出全新一代铸造砂型3D打印技术解决方案。王君衡表示:“中立鼎公司研发的砂型3D打印技术解决方案涵盖了从数字模型、砂型打印、砂型后处理、合箱浇铸、铸造工艺应用等全过程,全新设计的解决方案采用模块化单元设计,用户可以像搭积木一样选择方案中的不同功能的设备,以满足自身的需求,并且所有的单元模块都是按照数字化智能化要求来设计的,既方便单机运行,也方便组成和升级数字化智能化生产线。”

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△全新一代砂型3D打印机图片


新一代铸造砂型3D打印机依然采用3DP技术,但有几大亮点:
1、打印速度更快,打印效率更高,全系列规格的打印机每层打印时间为11-14秒,在行业内有显著优势;
2、使用全新的墨水体系,发气量更低,铸件的毛坯质量更好;腐蚀性更小,喷头寿命经过实验测试指标提高了3倍多,使用维护成本更低;打印和浇铸的时候墨水气味更小,更环保;
3、砂型3D打印机的X轴、Y轴、铺砂轴的运动单元采用直线电机,运动精度更高,响应速度更快,使用维护更简单;
4、手机APP推送砂型3D打印机的运行参数,可实现远程运行维护,现场无人值守,停机推送报警处理信息,操作使用智能化程度更高;
5、拥有多年砂型3D打印丰富经验的专家团队精心设计,产品软件硬件自主研发,具有完全知识产权。创立至今,已有商标10余项,发明ZL已受理3项、实用新型2项,还有十余项ZL在申请中。

    总的来讲,中立鼎研发的砂型3D打印技术解决方案涵盖了从数字模型、砂型打印、砂型后处理、合箱浇铸、铸造工艺应用等全过程,全新设计的解决方案采用模块化设计,并且核心功能指标大幅提高,效率更高,稳定性更可靠,可实现远程运行维护,现场无人值守。

    计划投资1亿元,从3DP砂型到3DP陶瓷

    在从事砂型3D打印之前,王君衡一直在陶瓷机械装备行业。成立中立鼎之后,他们不但要延续与砂型3D打印的故事,还要将3DP技术扩展到陶瓷领域。王君衡告诉南极熊:“中立鼎计划总投资1亿元,进行砂型及陶瓷3D打印技术的研发,目前公司规划分为两步走。

    一期投资预算3000万元,主要是研发制造砂型3D打印数字化技术解决方案,研究工业陶瓷3D打印机和卫生洁具陶瓷3D打印机。

    二期投资预算7000万元以上,主要是扩大陶瓷3D打印机在工业陶瓷领域和卫生洁具领域的应用,打造陶瓷3D打印数字化技术解决方案和柔性化生产线,以及3DP技术在其他多材料多领域的研究和应用。”

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△3DP粘合剂喷射打印、铸造原理图


目前,中立鼎研发制造的砂型3D打印解决方案包括高速版和Plus版两种版本方案,两个版本方案分别还有不同的型号规格可供用户选择,高速版主要定位服务与中小型民营企业,Plus版主要定位服务与大型国企和高端用户。由于解决方案采用数字化智能化模块化设计,打印完成后可以通过输送机或者AGV搬运车将工作箱移动至集中清砂工作区,清砂区域不会影响现场环境,现场环境干净整齐更环保,即便是用户现在选用了高速版的方案,后续也能升级为数字化智能化生产线,因为打印机、砂型后处理设备采用了模块化设计。解决方案主要配置如下表:


序号

  

高速版

Plus版

功  能 简 述

说     明

方 案 配 置

方 案  配 置

1

混砂机

集中供砂混砂站

将型砂按设定要求加入固化剂催化,并搅拌均匀,为打印做准备;

必须配置,二选一

2

3D打印机

3D打印机Plus

按3DP工艺原理、及设定要求逐层打印砂型;

必须配置,二选一

3

砂箱输送机

AGV搬运车

将打印完成的砂箱输送至清砂工位;

必须选配,二选一

4

砂箱切换机

将清砂完成的砂箱输送至等待工位;

5

手动清砂机

自动清砂机

将砂箱里面的砂型手工或者自动清理出来,并将散砂收集起来;

必须选配,二选一

6

旧砂循环利用机

旧砂集中再生处理站

将清砂工位收集的旧砂处理后加以回收利用;

建议用户选配

7

VOC环保处理机

VOC环保处理系统

将混砂机和3D打印主机产生的气味收集,并进行环保处理;

用户自主选配

8

淋涂机

自动涂料机

将砂型按铸造要求施涂涂料;

用户自主选配

9

烘干箱

自动干燥窑

将砂型按铸造要求干燥;

用户自主选配

10

砂型存储

砂型自动存储

砂型临时存放;

用户自主选配

11

转运工具

智能机械手

清砂、涂料、干燥、存储等工位抓取砂型的机械手。

用户自主选配




南极熊评论



    面对千亿砂型铸件市场,虽然3D打印技术还未完全取代,但在新产品研发领域、复杂产品制造、小批量生产领域,以及高附加值产品领域,3D打印有效缩短研发周期,极大减少了各项费用的投入,具有极高的应用价值,其优势非常明显。而且,砂型3D打印在铸造上的应用工艺已经越来越成熟,无论国外与国内在均有非常多的成功案例,其工艺可行性不需质疑。随着技术的发展进步,现代经济发展的趋势,环境保护压力,技能工人迭代趋势等,接受砂型3D打印的用户会越来越多。

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