Primjena 3D printa svakim danom je sve veća. Izrada pješčanih kalupa i lijevanih metalnih dijelova razmjerno je jednostavna te je se može kvalitetno automatizirati čime se ostvaruju uštede u vremenu i potrebnom manualnom radu. No, svi koji se bave lijevanjem u pijesak znaju koliko problema ima sa modelima za kalupljenje. Te modele izrađuju majstori unutar firmi ili specijalizirane radionice, najčešće i dan danas ručno. Samim time, postupak izrade je dugotrajan, skup a i potrebno je imati postavljen sustav kontrole kako se ne bi dogodilo da dijelovi ne odgovaraju nominalnoj geometriji radi greške u izradi. Svaka pogreška vodi do potrebe za novim modelom izrađenim od početka.

U vrijeme kada proizvodi svoj životni vijek započinju u računalnom, virtualnom prostoru, vraćanje od 3D modela, preko nacrta do ručne izrade modela i modelnih ploča predstavlja značajno usko grlo u procesu lijevanja u pijesak. Ukoliko se modeli izrađuju CNC tehnologijom, moguće je koristiti 3D CAD geometriju, no i takav pristup ima svoja ograničenja. Ukoliko se CNC tehnologija usvaja unutar kuće, ona zahtjeva visoku početnu investiciju i vrijeme implementacije. Ukoliko se koriste vanjske usluge specijaliziranih tvrtki, problemi su najčešće u komunikaciji, vremenu odaziva i konačnoj cijeni modela i modelnih ploča.

Osim navedenoga, važno je napomenuti da se uljevni sustavi najčešće ne rade CNC tehnologijom radi intenzivnog testiranja prije konačnog rješenja. Uljevni sustavi se najčešće ručno izrezuju i bruse do završnog oblika. Konstrukcija razvodnog sustava stvara dodatni trošak i produljuje potrebno vrijeme izrade.

Radi gore navedenih činjenica, tehnologije direktne digitalne proizvodnje već su neko vrijeme predmet interesa ljevaonica. 3D printanje ili aditivna proizvodnja može u vrlo kratkom vremenskom roku izraditi bilo kakvu geometriju na osnovu njene digitalne reprezentacije, odnosno 3D CAD modela.

No, da bi se ostvarila stvarna prednost izrađevine moraju zadovoljiti nekoliko kriterija:

• preciznost i ponovljivost dijelova mora biti unutar zadane granice tolerancija
• izrađeni modeli moraju izdržati tlak kalupljenja.

Prvi kriterij u startu isključuje takozvane entry-level ili desktop 3D printere jer nezavisna istraživanja pokazuju da takvi 3D printeri imaju relativno slabu ponovljivost pri printanju istovjetnih dijelova. Za kvalitetno 3D printanje modela potreban je 3D printer industrijske klase koji radi vrlo stabilno i pouzdano.

Što se tiče drugoga kriterija za neke primjene pri kojima je potreban tlak kalupljenja veći od 20 Mpa, potrebno je i pomno odabrati tehnologiju i materijale kako bi se osiguralo da će modeli moći ponovljivo vršiti kalupljenje na adekvatan način.

Tehnologije koje se nameću kao logičan izbor su FDM (Fused Deposition Modeling) i PolyJet. FDM je optimalna tehnologija za većinu primjena pri lijevanju u pijesak, dok je PolyJet optimalan u slučaju da se lijevaju dijelovi vrlo fine i precizne geometrije s visokim nivoom detalja.

FDM tehnologija nudi tri materijala na odabir za primjene o kojima je riječ:

• ABS-M30 – materijal najniže cijene, lako dodatno obradiv, podnosi tlak kalupljenja do 20,7 Mpa
• PC – materijal koji predstavlja dobar odnos čvrstoće i cijene, vrlo otporan na habanje, podnosi tlak kalupljenja do 41,4 Mpa
• ULTEM 9085 – vrhunski termoplast materijal, samopodmaziv, podnosi tlak kalupljenja do 68,9 Mpa

U slučaju povišenih zahtjeva za estetikom odljevaka, izrađevine napravljene FDM tehnologijom moguće je dorađivati brušenjem i/ili kitanjem. Osim toga, dijelove se može zagladiti primjenom otapala, najbolje u isparenom obliku.

Glavne prednosti korištenja FDM i PolyJet tehnologija printanja:

• smanjenje cijene modela i modelnih ploča od 50 do 70%,
• ušteda vremena za njihovu izradu od 30 do 70%
• brze izmjene geometrije alatne šupljine
• mogućnost uvođenja izmjenjivih uljevnih sustava

Stoga, predlažemo da se dodatno upoznate sa 3D printanjem i zakoračite u novo doba i Industriju 4.0.