3D-Druck für Sandkerne

Binder Jetting ist ein additives Fertigungsverfahren für Sandkerne und Formen. Dabei wird Gießereisand schichtweise aufgetragen und ein Bindemittel gezielt an den Stellen eingebracht, an denen der Sand verfestigt werden soll. So entsteht der Kern oder die Form direkt aus den CAD-Daten.

Für die Herstellung von Kernen ist kein konventioneller Kernkasten erforderlich. Dadurch lassen sich auch komplexe Geometrien und innenliegende Strukturen realisieren, die mit klassischen Kernherstellungsverfahren nur mit erhöhtem Aufwand oder aus mehreren Einzelkernen gefertigt werden könnten.

Die verwendete Sandkörnung und die Prozessparameter ermöglichen eine definierte Oberflächenqualität, die sich entsprechend auf die Oberfläche des späteren Gussteils auswirkt.

Mit dem 3D-Druck von Sandkernen werden viele konstruktive Einschränkungen konventioneller Kernkästen deutlich reduziert. Dadurch lassen sich unter anderem realisieren:

• Komplexe monolithische Kerne, die konventionell aus mehreren Einzelkernen zusammengesetzt werden müssten. Dadurch können Fügeflächen, Versatzrisiken und mögliche Undichtigkeiten reduziert werden.
• Innenliegende Kanäle mit variablen Querschnitten, engen Radien und Hinterschneidungen, die mit klassischen Kernkästen nur eingeschränkt oder mit hohem Aufwand herstellbar wären.
• Strömungstechnisch optimierte Geometrien, mit denen die Führung des flüssigen Metalls gezielter ausgelegt werden kann.
• In den Kern integrierte Anschnitt- und Führungselemente, wodurch zusätzliche konstruktive Möglichkeiten für die Auslegung des Gießsystems entstehen.

• Funktionsprototypen in kurzer Zeit, ohne vorherige Herstellung von Kernkästen oder Modellen.

• Schnelle Designänderungen: Geometrieanpassungen werden direkt über die CAD-Daten umgesetzt.

• Verkürzte Time-to-Market für neue Bauteile oder Varianten.

• Wirtschaftliche Fertigung kleiner Stückzahlen und Vorserien, insbesondere wenn konventionelle Werkzeuge vermieden werden können.

• Kern- und Formenproduktion auf Abruf für Ersatzteile oder Bauteile mit geringen Jahresmengen.

Die definierte Körnung des verwendeten Sands ermöglicht eine hohe Oberflächenqualität der gedruckten Kerne und entsprechend gute Innenoberflächen am Gussteil.

3D-gedruckte Kerne werden in die bestehenden Produktions- und Qualitätsprozesse integriert und können – je nach Anwendung – beschichtet, getrocknet, geprüft und eindeutig dem jeweiligen Fertigungsauftrag zugeordnet werden.

Die Technologie kann mit der gesamten bei Fonderie Palmieri verarbeiteten Werkstoffpalette eingesetzt werden, darunter Grauguss, Gusseisen mit Kugelgraphit, Vermiculargraphitguss, ADI, SiMo, Ni-Resist und Ni-Hard.

Der 3D-Sanddruck ersetzt die konventionelle Cold-Box-Fertigung nicht, sondern ergänzt sie dort, wo komplexe Geometrien, geringe Stückzahlen, häufige Änderungen oder kurze Entwicklungszeiten konventionelle Kernkästen technisch oder wirtschaftlich unattraktiv machen. Je nach Bauteil und Stückzahl wird entschieden, welches Verfahren technisch und wirtschaftlich am besten geeignet ist.