南極熊導讀:砂型3D打印微波烘干設備,作為下游配套,越來越受到砂型鑄造工廠重視。成都奮羽電子已批量出貨。
近年來,隨著增材制造技術在鑄造領域的快速落地,3D砂型打印正成為推動傳統鑄造產業升級的重要工具。從航空航天到汽車、能源裝備,越來越多復雜結構鑄件開始通過數字化鑄造生產。相比傳統木模或金屬模具工藝,3D打印砂型可直接從三維模型生成型腔,大幅縮短開發周期,并降低復雜件制造成本。
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△微波烘干設備
然而,在實際生產流程中,一個看似不起眼但十分關鍵的環節——砂型烘干與固化,往往成為制約效率的瓶頸。南極熊獲悉,針對這一行業痛點,國內裝備企業成都奮羽電子科技有限公司(以下簡稱“奮羽電子“)推出了3D砂型打印微波烘干系列設備,通過微波加熱技術提升砂型干燥效率,為砂型打印生產線提提供更穩定、更高效的后處理解決方案。
奮羽電子相關負責人告訴南極熊,2025年產品已經批量出貨,在產業應用上已經得到認可。
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△微波烘干設備
深耕工業微波技術的創新企業
成都奮羽電子科技有限公司成立于2020年,位于成都高新區,是一家專注于工業微波能量應用技術研發與設備制造的高新技術企業。公司主要從事微波能量應用方案設計及設備開發,致力于將先進的微波技術應用于工業制造領域。
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奮羽電子是四川大學科技成果轉化項目,依托高校科研資源開展技術創新,重點布局微波等離子體控制技術(MPCT)等核心技術方向。通過多年的研發積累,公司已經開發出多種工業微波設備及關鍵部件,在工業加熱、材料處理和先進制造等領域形成了較為完善的技術體系。
微波加熱:從“表面加熱”到“體積加熱”
奮羽電子所推出的3D砂型打印微波烘干設備通過多項創新設計,使微波能量能夠更加均勻地作用于砂型結構,從而實現高效率的干燥處理。在砂型打印領域,這種技術特別適用于樹脂結合砂或粘結劑噴射砂型的快速干燥,可顯著提升生產節拍。
在設備結構設計方面,奮羽電子的微波烘干設備采用了多頻率微波能量輸入方案,并通過多路微波饋入腔體結構,使微波能量能夠在設備內部形成更加均勻的電磁場分布。同時,設備還結合旋轉天線結構與專用微波輻射器設計,使輻射出的微波能量能夠更充分地作用于砂型材料內部。通過這種設計方式,設備能夠有效解決傳統烘干方式中“表面過熱而內部未干”的問題,使砂型內部水分能夠迅速蒸發,從而顯著縮短干燥時間。根據企業介紹,該設備可大幅提升砂型打印后的干燥效率,并能夠適應不同材料體系和不同尺寸砂型的烘干需求。
此外,奮羽電子在設備研發過程中還針對不同應用場景開展了大量工藝研究,通過分析微波能量與不同材料之間的相互作用機理,對設備參數和能量分布進行了持續優化,使設備能夠在保證烘干效率的同時保持穩定可靠的運行。
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在3D打印鑄造生產線中,后處理環節往往直接影響整體生產節拍。如果烘干周期過長,將成為制約生產效率的重要因素。奮羽電子推出的微波烘干設備,核心思路是將傳統熱風干燥升級為微波體積加熱技術。
與傳統加熱方式不同,微波能夠直接作用于材料內部的極性分子,使其產生高速振動并釋放熱量,從而實現由內到外的整體加熱。這種方式具有幾個明顯優勢:
加熱速度更快:內部直接升溫,大幅縮短烘干時間;
加熱更加均勻:減少表面過熱、內部未干的情況;
能耗更低:減少無效熱量損失;
設備自動化程度高:可與3D打印生產線聯動。
支持薄壁結構:微波的固化方案能實現薄壁結構(1mm/2mm)的完美固化。
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在實際生產中,這些優勢能夠顯著縮短砂型干燥周期,從而提高3D打印鑄造生產線的整體效率。對于需要批量生產復雜鑄件的企業而言,高效率的后處理設備將成為提升產能的重要支撐。
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系列化設備:面向不同規模3D打印鑄造企業
根據鑄造企業規模和砂型尺寸需求,奮羽電子開發了多規格微波烘干設備系列,包括:1000A、1800A、1800B及2600A型號,覆蓋實驗研發、小批量生產到規模化制造等多種場景。
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△3D砂型打印微波烘干設備系列
1000A型微波烘干設備主要面向中小尺寸砂型的烘干應用,設備結構緊湊,適用于實驗室驗證及小批量生產環境。這款入門級設備主要面向快速原型制作與小批量鑄造后的后續干燥場景。其核心特色在于采用多源陣列系統,通過8個獨立微波源(總功率12kW)交錯分布,實現多角度能量覆蓋。該設備利用2450MHz高頻精準加熱,能高效穿透砂型直接作用于水分子,實現由內而外的快速升溫,處理滿箱僅需3小時。其優勢在于能顯著提升復雜形狀砂型的干燥均勻性,減少開裂風險,相比傳統傳導式加熱具有更高的能效比與更低的能耗。
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1800A型是一款追求高效能與大型化的工業級設備,適用于汽車發動機缸體等鑄件的大批量生產。其最大的技術亮點是“雙頻協同”系統:通過2450MHz快速蒸發表面水分,配合915MHz長波穿透深部,有效解決了傳統干燥中“外焦里濕”的難題。該設備總功率達56kW,干燥效率比傳統方式提升60%-80%,合格率可從82%提升至98%。此外,它采用旋轉天線設計消除駐波效應,確保大尺寸砂箱內部熱點分布均勻,是高端陶瓷與鑄造行業的理想選擇。
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1800B型專注于自動化造型產線的集成適配,其機身緊湊(長度僅2米),可直接嵌入現有產線替代冗長的燃氣烘干設備。傳統粘接劑主要采用呋喃膠,VOC處理壓力大,為滿足環保要求,下一代3DP技術的粘接劑需采用無機膠,然而無機膠必須加熱到120℃以上才能有效固化。3D打印時,砂箱中填充的多余砂隔熱好、傳熱差,傳統加熱方式無法將砂芯加熱到有效溫度。該機型主要針對無機膠粘接方案設計,可實現砂芯打印后不取出砂箱直接烘干,有效解決無機膠固化難的問題。
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3200型號是該系列中的“產能怪獸”,專為大批量中小型砂型的快速生產而設計。它采用了雙烘房并聯設計,支持獨立控制與交替作業,使整體產能提升100%。核心動力源自5路25kW的915MHz大功率微波系統,配合升降式雙層輥道與自動托盤回收系統,最大程度壓縮了周轉時間。其微波能量利用率高達70%以上,干燥速度是傳統天然氣設備的3至5倍。該設備還配備了先進的屏蔽安全層,通過分區功率調控,確保在工業化高強度作業下依然保持卓越的加熱一致性。
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整體來看,上述幾款設備通過不同規格和功率配置的組合,形成了較為完善的3D打印砂型微波烘干設備體系,為鑄造企業在不同生產規模和應用場景下提供了靈活的設備選擇。
奮羽電子也將參展TCT Asia 上海, 展位號7K100。
南極熊觀察:3D打印鑄造行業的產業升級
當前,中國正在形成完整的增材制造產業生態,從打印設備、材料到應用場景不斷拓展。而在工業應用層面,鑄造3D打印無疑是最具規模潛力的領域之一。
隨著設備效率不斷提升,以及數字化鑄造工廠的建設,未來幾年,3D打印砂型在汽車、工程機械、能源裝備等行業的應用仍將快速增長。在這一進程中,像奮羽電子這樣的裝備企業,通過持續創新補齊關鍵工藝環節,也將成為推動產業升級的重要力量。
可以預見,隨著打印效率、材料性能以及后處理技術的進一步突破,3D打印鑄造正在從“新技術”逐漸走向“新生產方式”。而微波烘干這樣的細分裝備,或許正是讓鑄造增材真正邁向規模化制造的關鍵拼圖之一。
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