Vaupell 利用 3D Systems 的熔模铸造技术节省了时间和成本

传统的熔模铸造是在烧制蜡质模型后，采用陶制模具制造金属部件，这种铸造方法已有 5,000 多年的历史。上世纪，人们对这一流程进行了诸多创新，但是，为复杂部件制造此类工模具仍然十分耗时，且成本高昂。制造时间通常以月来衡量，并且成本通常可达数十万美元。

但 Vaupell 摆脱了这样的难题，该公司是拥有 70 年深厚历史的航天组件和子装配件供应商，并且在 3D 打印方面拥有 20 多年的丰富经验，其工作流程正在快速变革。

Vaupell 目前正在采用 3D Systems 针对熔模铸造开发的立体光固化成型技术 (SLA) 流程 QuickCast^®，以前所未有的速度向客户交付优质产品，而成本仅为传统方法所需成本的一小部分。QuickCast 流程十分适用于航天市场，该市场经常需要极为复杂的小体积部件。

Vaupell 的新业务开发销售工程师 Andy Reeves 预计，在两天或三天内即可使用 QuickCast 在 3D Systems ProX^® 800 中制造直径为 26 英寸的特定部件模型，其成本约 6,000 至 15,000 美元。如果采用蜡质加工方法来制造相同的部件，则所需的时间可能为数月到一年以上，其成本可达 200,000 至 300,000 美元。

ProX 800 的打印封装空间十分充裕，尺寸为 25.6 x 29.5 x 21.65 英寸（650 x 750 x 550 毫米），可确保对大型部件单次建模或对多个部件快速建模的灵活性和速度。

“相较于其他设备，大型平台非常具有优势，”Vaupell 快速原型制造经理 Austin Wong 说道。“运行一次即可对较大部件进行建模，而在较小的设备上，可能需要运行两次。如此一来，您不仅能在更短时间内制造更多部件，而且较大部件还能降低制造的人工成本 — 因为部件更少，所需的焊接就更少。”

ProX 800 的部件尺寸每英寸精确度 — 0.001-0.002 英寸（0.025-0.05 毫米）— 这帮助 Vaupell 满足其航天客户的严格要求。

“ProX 800 为我们提供了优质的侧壁、更好的公差和大型打印床，”Wong 说道，“我们在后打印加工方面节约了时间，因为树脂的光洁度非常好，并且我们现在不必将部件分为两半构建然后再将其结合，这样也节约了时间。”

Reeves 表示 QuickCast 熔模铸造的市场主要基于两项迫切的业务需求：第一，为无法以任何其他方式进行加工的各类部件铸造铸件；第二，为某些极为复杂的部件（以致可能需要数年才能交付适于生产的模具）铸造铸件。

航天公司发现，3D 打印使复杂的设计成为可能，从而帮助其减少装配件中的部件数量，并减轻重量，同时保持相同的或提供更高的强度和耐久性。
“许多此类部件都必须安装在喷气涡轮中，因此不得出现任何缺陷和误差，”Wong 说道，“如果利用蜡质工具来生产某些部件，其成本将十分昂贵，并且交付时间较长。”

Vaupell（总部位于新罕布夏州哈得孙）的快速原型制造部门需要使用适于生产的模型，而用于生产此类模型的模具需要花较长时间进行设计，然后使用蜡质材料进行制造，因此该部门需要制造大量的过渡模具。

“QuickCast 模型帮助我们的客户能够快速获得部件，而无需等待设计、制造、测试及开始使用生产工具或原型工具的漫长周期，”Wong 说道。

Wong 以一个项目为例，即 Vaupell 使用 QuickCast 来制造复杂的熔模铸造模型，并在两天半的时间内生产了 20 个部件，规模快速扩展到一个月生产 120 个部件。

“如果我们没有使用 QuickCast 来交付部件，那么客户将无法履行合同。有时，我们在一年的某个月内可根据两个或三个 QuickCast 模型生产 150 个部件，而此时，客户可能仍在开发和构建蜡质模具。”

通过使用 QuickCast，可极大程度上解决熔模铸造所面临的主要挑战之一 — 如何在制造过程中计算收缩率。

“与蜡质工模具相比，QuickCast 的一大优势在于只需计算金属收缩率，”Wong 说道，“无需计算金属以及覆盖在金属之上的蜡质材料收缩率。QuickCast 模型更为准确，并且其公差比任何蜡质工模具都更小。”

Reeves 认为，整体而言，QuickCast 流程的容错率更高。即使模型出现错误，或者其性能不符合预期，建立并打印新的迭代也仅需数日，而修改（或重新制作）蜡质模具则需要数星期或数月。

对于原型制造应用，QuickCast 支持迭代，这一点十分重要，而许多传统的熔模铸造公司正是由于无法迭代而完全放弃原型制造业务。

“使用传统蜡质模具来进行原型迭代设计在经济上并不可取，”Reeves 说道，“但 QuickCast 确实适合用于迭代设计，从而支持部件和流程开发提供。”

在 3D 打印发展初期，技术人员对于熔模铸造的主要顾虑就是可用材料的质量和特性。但采用某些材料，便可消除这样的顾虑，例如 3D Systems 的 Accura^® CastPro™ Free。

CastPro Free 是一种类似聚碳酸酯的透明材料，不含重金属。这种一种高精度材料，适用于坚固、高质量的熔模铸造模型。

“由于 CastPro Free 不含锑，因此在最终铸造金属时，不会产生咬合以及其他缺陷，”Vaupell 的高级制造技术经理 Dave Pellegrino 说道。

与市场中的任何其他树脂相比，CastPro Free 烧结后含灰量更低，可节省后处理时间，并且确保提供更高质量。

“如果树脂无法彻底燃尽，客户则可能遇到问题，”Wong 说道，“CastPro Free 所拥有的彻底燃尽特性和烧结清洁度毫无疑问是保证质量的关键。”

除了 ProX 800 3D 打印机、QuickCast 流程和材料，Vaupell 所依赖的还有与 3D Systems 之间 20 年来的合作伙伴关系，以向其客户提供令人满意的优质服务。

“归根结底，增材制造供应商主打服务特点无外乎速度、质量和经济性，”Wong 说道，“Vaupell 则专注于速度和质量。除非是极大的部件，否则我们承诺一到三天内交付。3D Systems 的及时支持确保我们能够兑现这一承诺。”