导读：随着砂型3D打印技术在打印效率、打印尺寸、砂型性能等方面的持续提高，以及3D打印砂型成本的持续下降，已然逐步作为被传统铸造行业广泛运用的一种创新技术路线。
2024 年 7 月 4 日，由中国铸造协会主办的“第二十二届中国国际铸造博览会”在上海开幕，来自 50 多个国家和地区的1500多家铸造产业上下游的知名展商亮相这次展会，作为推动铸造行业转型升级、走高质量发展道路的重要平台。
△第二十二届中国国际铸造博览会开幕仪式
△爱司凯董事长李明之先生受邀做为剪彩嘉宾出席开幕式
南极熊获悉，砂型3D打印机制造商爱司凯重磅亮相这次展会，发布了三款生产线级的砂型3D打印设备T1814、T2518和BTHS2515出口版，并与三家在砂型铸造产业链上的优良供应商签定战略合作，从多个维度来推动3D打印技术帮忙铸造产业进一步的降本增效，实现绿色智能铸造。
在中国铸造协会的支持下，在协会会长张立波先生及众多铸造业大咖的见证下，“同心筑梦”爱司凯3D 打印+绿色智能铸造产业链战略合作仪式成功举办。针对当前我国的铸造产业来讲，这是一场拥有深远道理的签约仪式，爱司凯携手济南圣泉集团、广西兰科资源再生利用有限机构、佛山市国恒网络科技有限机构成功签署战略合作协议，四家企业强强联手，一起致力于推进砂型 3D 打印产业的发展，为铸造业客户降低生产成本，加强生产效率，开启了行业发展的新篇章。
△佛山国恒科技董事长陈耀波（左一）、爱司凯董事长李明之（左二）、济南圣泉集团材料事业部总经理袁永（右二） 、广西兰科资源董事长戴伟平（右一）
爱司凯做为此次战略合作的核心成员之一，经历近20年的深耕细作，已跻身为中国增材制造(3D工业打印)行业的创新先锋，自主开发的“压电喷墨打印头”为国家工信部加入的3D打印核心部件，已做生意业化应用在工业增材制造主流行业的3D砂型、3D陶瓷打印制品中。
△爱司凯自研砂型3D打印机压电打印喷头
其砂型 3D 打印机凭借自研的压电喷头核心零部件，在行业内处在领先地位。经过持续的技术创新和优化，爱司凯的砂型 3D 打印处理方法能够为铸造企业供给高精度、繁杂结构的砂型制造，大大加强了铸造制品的质量和生产效率。这次展会上，最新发布的生产线级砂型3D打印设备，经过集中清砂系统和循环打印仓，进一步降低了铸造企业的投资成本。
△爱司凯新发布的砂型3D打印机T1814
成立于1979年的济南圣泉集团，产业覆盖生物质精炼、高性能树脂及复合材料、铸造材料、健康医药、新能源等行业。高性能树脂及复合材料产业是圣泉的主导产业，日前圣泉集团酚醛树脂产能达65万吨/年，呋喃树脂年产能15万吨，均位居全世界前列。其生产的铸造材料覆盖冷芯盒树脂、覆膜砂酚醛树脂、碱性酚醛树脂、涂料、固化剂、无机粘结剂、发热保温冒口、熔炼材料等一百多种，构建了完整铸造材料制品体系。
圣泉集团亦重磅亮相本届铸造展，据南极熊认识，圣泉集团针对爱司凯的砂型3D打印压电喷头，专门研发了一款高性能的呋喃树脂材料，做为砂型3D打印中的粘结剂，拥有优秀的耐蚀性能、耐热性能及机械性能，能够为砂型 3D 打印供给优秀的原材料保证，加强砂型的强度和稳定性，况且成本大幅下降。
△圣泉集团展出的3D打印呋喃树脂
广西兰科资源重点为铸造行业供给铸造废砂及其他铸造固体废弃物的全方位综合利用处理方法、量身定制中试服务、设备交钥匙工程以及投资运营管理，持有先进的废砂再生处理的产业化工艺技术和核心装备技术。经过自主开发的技术及装备对铸造废砂进行再生处理后产出的再生砂性能优于新砂，可100%替代新砂，实现废砂零排放，同期减少了90%新砂开采量，可为铸造企业降低20%的用砂成本、明显降低铸件废品率和缩短铸件清理工时，是优秀的铸造再生循环利用成套环保设备的供应商。
3D打印砂的回收再利用，是每一家铸造厂都需要处理的问题，在铸造过程中产生的废砂和废渣，广西兰科能够经过先进的技术和工艺进行回收处理，将其转化为可再利用的原材料，减少对新资源的开采和运用。同期，广西兰科还能够对铸造企业产生的废水、废气进行有效处理，实现达标排放，为铸造产业的可连续发展供给有力支持。
佛山国恒科技在数字化和智能化行业拥有深厚的技术累积和丰富的应用经验。这里次合作中，国恒科技将以自己累积的数万个区别类型的砂型铸造案例数据为基本，为铸造厂商供给数字化的处理方法，包含生产过程的数字化监控、质量追溯系统、智能供应链管理等。
经过国恒科技的数字化技术，铸造企业能够实时监控砂型 3D 打印的生产过程，即时发掘和处理生产中的问题，加强生产效率和制品质量。质量追溯系统能够保证每一个铸造制品的质量可追溯，为客户供给更加靠谱的制品。智能供应链管理则能够优化原材料的采购和配送，降低库存成本，加强供应链的响应速度。
在签约仪式之后，南极熊对爱司凯董事长李明之进行了采访，李明之暗示：“爱司凯处理了卡脖子的打印喷头问题，圣泉集团供给了更有竞争力的树脂材料，兰科系统性的铸造砂回收处理方法，国恒的海量铸造案例，将铸造厂在引入砂型3D打印技术所面临的一系列问题一次性处理掉。咱们相信砂型3D打印就会在铸造厂里实现真正的生产化应用，而不仅是开发的应用。咱们四方此刻供给的方法，能够将砂型的打印成本降低到1元/公斤上下，况且处理了砂回收问题、环境问题，咱们叫作之为绿色智能铸造，同期降低了铸造企业在工艺、软件方面的试错成本。咱们认为这般能够彻底地加强铸造厂对运用3D 打印的自信心，让中国全部的铸造产业在全世界最具竞争力，这便是咱们这次战略合作签约的目的。”
此次爱司凯与圣泉集团、兰科资源、国恒科技的战略合作，拥有多方面的重要道理。从技术创新、产业升级、环境守护多个维度支持铸造业转型升级，展望将来，四家企业将携手共进，持续深化合作行业，拓展市场空间。预计在将来几年内，砂型 3D 打印产业将取得更加明显的发展成果，为铸造业的转型升级注入强大动力。相信在四家企业的一起奋斗下，砂型 3D 打印产业将迎来更加美好的明天，为我国铸造业的发展做出更大的贡献。
--------------------------------------------- 像“华为造手机”同样造3D打印机！实地拜望爱司凯杭州工厂2024年5月，南极熊曾实地走访了砂型3D打印机生产厂商爱司凯的杭州工厂，深入认识了这家机构是怎样走上3D打印之路的。
△爱司凯董事长李明之（左）、南极熊潘学松（右），位置于爱司凯杭州工厂
靠CTP设备起家做到全世界前三
这次南极熊实地拜望，受到爱司凯董事长李明之先生的亲自接待，他带领咱们参观了爱司凯的开发和生产大楼。李明之告诉南极熊，其实爱司凯最早是做计算机直接制版机（CTP）起家，这是一种将数字化的印前图文信息直接转移到印版上的设备，这些设备重点用于报纸、杂志等需要大批量印刷的行业。爱司凯日前在CTP设备方面已然做到全世界前三的位置，就连国际大厂日本富士的CTP设备亦是由于爱司凯贴牌生产的。CTP设备需要用激光在铝板上进行精细雕刻，因此呢，爱司凯把握了精细运动掌控的关键技术，并且将这套精细运动掌控技术应用于砂型3D打印机的研发其中。
△爱司凯的计算机直接制版机（CTP）生产车间
△爱司凯为日本富士贴牌生产的CTP设备
像“华为造手机”同样造3D打印机
在生产大楼的一楼，咱们最终看到了爱司凯的砂型3D打印机生产线，工人们正在组装多个型号的砂型3D打印机， 包含可打印1.8米尺寸的上下双工作砂箱打印设备S1800，和集中式清粉的风暴T1800、T2515产线方法，以及出口型博通汉斯BTHS2515、BTHS4025。
△爱司凯砂型3D打印机生产车间
△爱司凯集中式清粉的风暴T1800、T2515产线方法，经过轨道将打印仓运送到指定位置进行清粉，多台打印设备匹配一套清粉装备。这是一套真正的3D打印产线全流程方法，而非是传统铸造厂产线升级方法。
李明之暗示：“与国内其他砂型3D打印机厂商区别，爱司凯砂型3D打印机的核心在于运用了自研的压电打印喷头，而其他厂商只能运用进口的喷头。爱司凯自研打印喷头就好比华为造手机运用麒麟芯片，奇瑞造车运用自开发动机同样，将核心部件把握在自己手中，咱们不可被国外‘卡脖子’” 。
据南极熊认识，爱司凯从2012年就起始立项开发压电式喷墨打印头，前前后后投资了数亿元，可谓是十年磨一剑。与到处采购零件，快速组装营销挣钱相比，李明之显然是选取了一条更艰难的道路。非常多核心零部件之因此无国产化，一方面是其技术门槛高开发投入大，另一方面是国内缺少配套的加工设备。例如想生产芯片，但无光刻机，可谓是“巧妇难为无米之炊”。
△3D打印压电喷头在洁净房内生产
爱司凯为了开发生产这个小小的打印喷头，需要配备一整套的加工设备，这些设备常常亦是被国际巨头垄断的或因为国内需要量太小，基本无人造。爱司凯只能自己去造这些设备，比如喷头各部件：喷孔板打孔设备、切割设备、涂覆设备、热压设备、揭发设备、检测仪器等。这些设备都被放在四楼2000平米的洁净房内用于生产打印喷头。况且，就连打印头上的主芯片，爱司凯亦给出了自己的处理方法。
△为了开发压电式打印喷头，爱司凯又造了一批加工设备
△高速相机下拍摄的1滴墨水的喷射过程
在重重困难之下，经太多年的连续研发爱司凯最终还是取得了突破，推出了国产的压电式打印喷头，打破了国内在这一行业的空白，并大幅降低了这一核心零部件的成本。日前，爱司凯的喷墨打印头有512孔和1024孔两种，分辨率分别为200dpi和400dpi。量产的512喷头已运用在机构全系列3D砂模和3D陶瓷打印机上，部分MEMS工艺的512喷头正在细分市场进行试用和测试；立式传统1024喷头和立式MEMS1024亦已进入开发样品的小批量测试周期。因为采用自研喷头，能够按照3D打印材料的特性，选取喷头流道的材料，从材料兼容性上大大加强喷头寿命。按照区别打印材料，为客户定制区别材质喷头，为多元化材料的在3D上的应用供给支持。
△爱司凯3D打印压电喷头及结构
爱司凯为何选取了一条最艰难的路？
在参观完爱司凯的开发、生产厂房之后，南极熊为之震惊，没想到爱司凯竟然真的为了制造这个小小的喷头，投入了如此巨大的精力和开发成本。然则，南极熊依然心存疑虑，在其他厂商纷纷想办法快速推出打印设备，尽快实现盈利的背景下。爱司凯却选取了苦熬十年，为了年营销百台级别的砂型3D打印机，喷头千个级别的用量，投资几个亿去开发打印喷头，这到底值不值得？
李明之暗示：“这是一项“卡脖子”的技术，国内总要有人去做，倘若咱们都不做，那咱们将始终被卡脖子。可悲的是，在咱们推出打印喷头之后，同行并不相信咱们能够做喷头。而实质上咱们的打印喷头与进口的相比，在性能、兼容性、运用寿命及应用成本方面均具备优良，爱司凯的喷头寿命超过1000亿次，况且在砂型机的服务周期中喷头的更换成本亦更低。况且经过咱们的长时间运行验证之后，这个打印喷头将来还能用于喷绘等行业，用量级别在数万个。”
△爱司凯董事长李明之手持倾尽心血开发的打印喷头
因为压电打印喷头技术之前始终把握在日本富士等极少许国外厂商手中，因此呢3D打印机设备厂商倘若想对喷头做有些定制化的研发几乎是不可能的。而倘若持有了自研喷头，则把握了完全的主动权。
爱司凯为了适应各样区别的墨水，针对打印喷头做了非常多适应性的研发。以环氧树脂墨水为例，其粘度在200-2000mPa.s，引起流体阻力增多。爱司凯3D树脂类专用喷头经过增多流道截面积，配备热循环系统（保准喷头在80-100摄氏度下稳定工作）和高电压驱动系统来实现稳定的打印。
△爱司凯为客户供给的砂型3D打印设备
针对有机酸类的墨水来讲，其化学性能较为活泼，对金属材料有腐蚀、对高分子材料有溶胀现象。为了打印这种材料，AMSKY固化剂专用喷头更换了流道材料（单晶硅、硅酸盐），更换了粘结剂（耐强酸），并在液体流过的界面增多半导体级涂层（耐强碱强酸）。
针对水基墨水来讲，主溶剂为水，容易产生气泡。溶质密度偏大，固含量偏高，容易沉淀。AMSKY陶瓷类专用喷头经过增多脱气单元，增多回流流道截面积，更改为正压供墨系统等方式实现对水基墨水的喷墨打印。
将来的路该怎么走
南极熊相信，在SLM 选取性激光熔融金属3D打印机起始纷纷采用国产激光器同样，BJ粘结剂喷射3D打印机将来亦会采用国产打印喷头，这是一条必经之路。此刻BJ粘结剂喷射3D打印技术正在崛起，将来的潜能巨大，这项技术不仅能够打印砂型，还能够打印陶瓷和金属，乃至尼龙等材料，这些都需要用到打印喷头。到那时，爱司凯的长线策略将会真正的绽放出应有的光芒。
这次爱司凯的拜望之旅，南极熊除了震惊之外同期亦充满了期待。由于不仅看到压电打印喷头这一核心器件的突破之路，李明之还向南极熊展示了另一一项黑科技，是SLM金属3D打印设备中的一个核心零部件，这项技术有望大幅降低8激光金属机的价格。在这儿先卖个关子，等到制品正式发布之时，南极熊再来揭秘。