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1、 CFA 中 国 铸 造 协 会 标 准 T/CFA 031103.3-2018 铸造 3D 打印砂型成形单元通用技术要求 General technical requirements for casting 3D printing sand mould units 20181201 发布 20181201 实施 中国铸造协会 发 布ICS 25.040.99 J 31 T/CFA 031103.3-2018 I 目 次 前 言.II 1 范围.3 2 规范性引用文件.3 3 术语和定义.3 4 缩略语.3 5 总则.3 6 单元设备.4 7 单元系统.4 T/CFA 031103.3-201
2、8 II 前 言 本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。请注意本标准的某些内容可能涉及专利。本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中国铸造协会标准工作委员会提出。本标准由中国铸造协会归口。本标准主要起草单位：共享智能铸造产业创新中心有限公司、宁夏共享集团股份有限公司。本标准参与起草单位：共享装备股份有限公司、四川共享铸造有限公司。本标准主要起草人：彭凡、杨军、原晓雷、黄彬兴、乃晓文、刘亚宾、马博。本标准参与起草人：林凯强、孟庆文、薛蕊莉、常涛。本标准 2018年 12 月 01日为首次发布。T/CFA 031103.3-2018 铸造 3D 打印砂型成形单元通用技术要
3、求 1 范围 本标准规定了 3D 打印铸造砂型成形单元设备及控制与管理系统在系统集成、过程执行、监控与管理上的通用技术要求。本标准适用于 3D 打印铸造砂型的成形过程。2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 5611 铸造术语 T/CFA 031103.5-2018 铸造数字化工厂通用技术要求 3 术语和定义 GB/T 5611 和 T/CFA 031103.5-2018 中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1 3D打印铸造砂型 3D pr
4、inting casting sand mould 采用 3D 打印技术作为成形方式，以原砂、粘结剂为材料生产的铸型。3.2 工艺系统 process system 铸造工艺数字化设计应用的软件系统的总称，一般包括 CAD、CAE、CAPP 和 PDM。4 缩略语 FB 现场总线 Field Bus LIMS 实验室信息管理系统 Laboratory Information Management System MES 制造执行系统 Manufacturing Execution System 5 总则 5.1 功能架构 3D 打印铸造砂型成形单元（以下简称成形单元）架构如图 1。T/CFA 0
5、31103.3-2018 4 图 1 3D 打印铸造砂型成形单元功能架构 5.2 成形单元组成 成形单元主要由单元设备，控制与管理系统（以下简称单元系统）组成。单元设备提供成形单元运行的物质基础；单元系统通过 FB 总线与单元设备集成，通过数据接口（如 ESB、ODBC、JDBC、API 等）与其他信息管理系统（如MES、LIMS 等）集成，主导现场过程执行。6 单元设备 具备 3D 打印铸造砂型成形过程所需的硬件设备及装置，包括自动加料设备、3D 打印铸造砂型设备、清砂设备、施涂设备、烘干设备、转运设备、仓储设备等生产设备，强度仪、尺寸测量仪等检测设备，以及电力仪表、粉尘监测仪表、噪音传感器
6、、温度传感器、湿度传感器等装置。通过控制器、网关模块等，以 FB 总线方式与 OPC Server 对接，实现设备、生产、质量、成本等数据的交互，具体要求参照 T/CFA 031103.5-2018 执行。7 单元系统 7.1 计划管理 7.1.1 计划获取与转化 单元系统应从 MES 或其他管理系统获取铸件生产计划，并自动转化为砂型生产计划。7.1.2 工艺文件获取 单元系统应从工艺系统获取铸件对应的砂型三维工艺模型，所获取文件应确保完整性、唯一性、有效性。成形单元成形单元控制与管理系统成形单元设备过程控制计划管理设备管理生产成本管理MESCAPP.统计分析自动加料设备3D打印铸造砂型设备转
7、运设备传感器检测设备：强度仪、透气性测定仪仓储设备LIMSERP图例：成形单元具备的功能成形单元之外的功能成形单元可选的功能*清砂设备 T/CFA 031103.3-2018 7.1.3 布图 综合考虑交付日期、设备打印效率、空间利用率等因素，在布图软件中对三维工艺模型进行布图，并生成打印文件。7.1.4 打印任务生成 单元系统应依据布图文件自动生成打印任务。7.1.5 生产计划跟踪 单元系统应实时获取砂型生产计划在各工序的执行状态，进行生产进度监测。7.2 过程控制 7.2.1 原辅材料准备 依据砂型生产计划和工艺系统数据，准备生产所需的原辅材料，包括原砂、粘接剂等。识别原辅材料信息（如材料
8、名称、材料编号、材料批次、检验单号、材料配送量等），自动写入单元系统。7.2.2 打印文件导入 单元系统应根据砂型生产计划自动匹配对应的打印文件，并将打印文件自动传输至铸造3D打印砂型设备。7.2.3 打印参数设置 单元系统应根据原辅材料检验结果和工艺系统数据，自动匹配最优的打印参数（如打印层厚、分辨率等）并执行。7.2.4 打印过程监测 单元系统应实时获取3D打印铸造砂型设备的运行参数（如打印层数、原辅材料余量等）及设备报警信息，进行打印过程监测。7.2.5 工作箱转运 打印结束后，通过单元系统将工作箱内砂型信息（如砂型数量，砂型坐标等）与工作箱编码绑定，并呼叫转运设备（如AGV），自动转运
9、至后续工序。7.2.6 清砂、施涂 单元系统应自动识别工作箱编码，获取工作箱内砂型信息（如砂型数量、砂型坐标等），控制清砂设备执行工作箱举升机顶升、砂型抓取、砂型清理、砂型施涂等作业。7.2.7 表干 施涂完成后，单元系统应获取工艺系统数据（如烘干温度、烘干时间等），并下达至烘干设备执行。7.2.8 仓储 单元系统应通过与仓储系统集成，依据砂型重量分区域仓储，并实时获取砂型存储数据，进行可视化展示。7.3 设备管理 单元系统应对成形单元关键设备的运行、报警或故障状态进行在线监测与记录，并具备保养、报修、维修结果确认，备品备件查询与领用等管理功能。7.4 生产成本管理 实时采集原辅材料、能源消耗等数据，支持按日、周、月、年进行生产成本统计。T/CFA 031103.3-2018 6 7.5 统计分析 单元系统应对设备、生产、成本、质量等数据进行统计分析与可视化展示，包括但不限于设备开动率、产量、废品率等数据。_