为金属铸造制作模型曾经是一个漫长的需要大量劳动力的过程。但是使用大型 3D 打印机BigRep，只需按一下按钮即可完成此操作。由此，Metso Outotec最多可节省 70% 的成本。
新与旧
提到铸造厂，大多数人会想到炽热的熔炉和烟雾弥漫、乌烟瘴气的车间。而事实上在铸造厂中，除了最终铸造过程之外，金属铸造还包括更多更复杂的步骤。为了优化和简化这些流程并同时降低成本，Metso Outotec 等公司开始实施 3D 打印。
Metso Outotec 是矿物加工和金属冶炼行业设备和解决方案的全球供应商。产品组合的零件在公司内的五个铸造厂中铸造。在该公司其中两个工厂中，BigRep 的 3D 打印机主要用于生产铸模和芯盒。公司位于捷克的铸造厂几年前购买了 BigRep ONE，巴西的 BigRep PRO 自 2021 年 2 月开始运营。自 2004 年以来一直在巴西工厂工作的 Patricia Moraes 负责实施并优化他们 3D 打印的流程。
3D 打印取代 CNC 铣削，让一切变得更简单
在他们的fdm大尺寸3d打印机 BigRep安装之前，模具和其他部件都是纯木头制成的。坯料由单个木块组装而成，所需的形状通过 CNC 铣削工艺制成。这不仅需要采购、储存和处理又大又重的木材，而且机器必须由经过专门培训的技术人员进行编程。这个过程也需要很多时间，因为大部分坯料是用胶水粘合在一起的，在胶水固化之前无法进行加工。Patricia Moraes 说：“这一切都需要很长时间，因为我们必须等到胶水干了。”
随着制造过程的转变，许多部件，如各种尺寸的芯盒、松散部件和用于射芯机的工具，现在都在 BigRep 的 工业级大尺寸3d打印机上进行 3D 打印。Metso Outotec 打印出专门设计的附加部件，这些附加部件可以连接到简单的基体上，从而在创建种类繁多的铸模时提高了灵活性。在此阶段，CNC 加工与 3D 打印的交互功能发挥着重要作用。大型基体仍然经过铣削，然后辅以 3D 打印的松散部件，而较小的部件大多是打印的。
更快、更轻、更灵活
根据 Patricia Moraes 的说法，新方法最重要的优势之一——生产过程要快得多——非常明显：“可以说，印刷机采用三班制工作。我今天开始打印，明天就有零件了。” 这不仅可以加快生产速度，还可以缩短迭代周期。可以在短时间内对铸模和芯盒进行改动，并且可以更轻松地实施所需的更改。
使用增材制造的另一个主要好处是零件更轻且更容易处理。原材料的采购和储存过程大大简化，因为不再需要购买大量木材。Metso Outotec 还利用了同一台打印机上能进行不同材料处理的能力。在操作过程中承受较高应力的表面打印有更好的耐磨性材料，例如 BigRep Pro-HT，而下面的结构则由节省成本的 PLA 制成。通过使用3d打印机工业级大尺寸 BigRep 自己的切片软件 BLADE 的设置和调整功能，可以改变某些区域打印的填充量来影响对象的内部结构。承载结构可以以更坚固的方式打印，而在其他地方可以节省材料并因此减轻重量。
短期启动和重要发现
在新的 BigRep PRO 上打印了 70 多个零件后，Patricia Moraes 得出了肯定的结论。“效率提升非常迅速。仅三个月，我们就实现了 80% 的机器效率提升。” 这个在机器学习阶段的发现很快转化为进一步的流程优化行动。事实证明，即使使用更大的喷嘴和增加的层厚，也可以实现表面高质量，生成的零件几乎无需后处理即可立即使用。因此，零件生产时间减半，打印零件的数量增加了一倍。与之前的传统工艺相比，Metso Outotec 在七个月后的评估显示因为零件成本的降低，总成本降低了 55% – 70%。
在生产中使用 BigRep 打印机的积极体验也激发了Metso Outotec 员工的创造力。当被问及他们是否也计划将打印机用于其他目的时，Patricia Moraes 回答说：“我们在这里看到了很多机会，例如夹具和固定装置，还有备件。特别是对于旧设备，通常必须进口备件。由于精度高，材料合适，我们在这里有很多别的可能性有待发掘。”
结论
在 Metso Outotec，每个人都对在其制造过程中实施 3D 打印感到满意。BigRep 提供的种类繁多的材料在这里发挥了重要作用。