在复杂铸件的研发过程中,产品设计往往需要经过多次优化和验证。传统铸造工艺由于模具制作周期长,每次设计变更都需要重新制作模具,导致产品研发周期漫长。以一款新型航空发动机涡轮叶片的研发为例,采用传统铸造工艺,从模具设计到制作完成,再到生产出件合格的铸件,可能需要 6 - 8 个月的时间。如果在研发过程中发现设计存在问题需要修改,重新制作模具又会耗费大量的时间和成本,严重影响产品的研发进度。3D 打印砂型技术的出现,彻底改变了这一局面。在产品研发阶段,设计人员可以快速将设计方案转化为三维数字模型,并通过 3D 砂型打印机在短时间内打印出砂型进行铸造。对于涡轮叶片等复杂铸件,从设计定稿到打印出砂型并完成浇注,通常只需 1 - 2 周的时间。这种快速的样品制作能力,使得设计人员能够及时发现设计中的问题,并进行优化和改进,缩短了产品的研发周期,加快了产品的上市速度。质量铸就辉煌,信誉赢得未来——淄博山水科技有限公司。重庆泵阀零部件3D打印砂型
砂粒作为 3D 打印砂型的主要原材料,其粒度、形状、表面粗糙度等特性对砂型的透气性和强度有着根本性的影响。一般来说,粗粒度的砂粒堆积后形成的孔隙较大,有利于提高砂型的透气性。因为较大的孔隙为气体提供了更宽敞的通道,使气体在浇注过程中能够更顺畅地排出。例如,使用粒度为 50/100 目的石英砂打印砂型,相较于 70/140 目的石英砂,前者形成的砂型透气性明显更高。但粗粒度砂粒之间的接触面积较小,在粘结剂作用下形成的粘结桥数量相对较少,这会导致砂型的强度降低。重庆3D砂型打印机以质量求生存,以信誉求发展——淄博山水科技有限公司。
砂粒的表面粗糙度也会影响砂型的性能。表面粗糙的砂粒比表面积大,能够为粘结剂提供更多的附着点,增强粘结效果,提高砂型强度。但粗糙的表面会使砂粒之间的孔隙更加不规则,在一定程度上阻碍气体的流动,降低透气性。所以,在选择砂粒时,要在表面粗糙度与透气性、强度之间寻求平衡,可通过对砂粒进行适当的表面处理,如打磨、抛光等,来优化砂型的性能。粘结剂是连接砂粒、赋予砂型强度的关键材料,其种类、用量和特性对砂型透气性和强度的平衡起着决定性作用。不同类型的粘结剂在粘结机理和性能上存在差异。有机粘结剂如环氧树脂、酚醛树脂等,粘结强度较高,能够在砂粒之间形成牢固的粘结桥,有效提高砂型强度。但这类粘结剂在固化过程中会填充砂粒之间的部分孔隙,导致砂型透气性下降。而且,部分有机粘结剂在高温下分解产生的气体较多,会进一步影响砂型的透气性和铸件质量。
3D 砂型打印技术实现了自动化生产,整个打印过程由计算机程序控制,只需要少量的操作人员进行设备监控和维护即可。相比传统铸造工艺,3D 砂型打印减少了人工参与,降低了人力成本。例如,某传统铸造企业在拥有 100 名员工的情况下,月产量为 500 吨铸件。而引入 3D 砂型打印设备后,同样的产量需 20 名员工即可完成,人力成本大幅下降。此外,3D 砂型打印还减少了因人工操作失误导致的废品率,降低了废品处理成本;同时,由于生产周期缩短,企业的资金周转速度加快,资金占用成本也相应降低。这些多维度的成本削减,使得 3D 砂型打印在成本效益方面相较于传统砂型铸造具有明显的优势。铸就信誉,质量为本,客户至上——淄博山水科技有限公司。
有机粘结剂在 3D 砂型打印领域应用,其种类繁多,常见的有树脂类、酚醛类、呋喃类粘结剂等。以树脂类粘结剂为例,它具有良好的粘结性能,能够在砂粒之间形成较强的粘结力,从而赋予砂型较高的强度。环氧树脂粘结剂在与固化剂发生交联反应后,会形成三维网状结构,将砂粒牢固地粘结在一起,使砂型具备出色的抗压强度和抗冲击性能 。这种粘结剂适用于对砂型强度要求较高的铸件生产,如大型机械零部件的铸造。酚醛类粘结剂则具有固化速度快、耐热性能较好的特点。在 3D 砂型打印过程中,酚醛树脂能够迅速固化,缩短砂型的成型时间,提高生产效率。同时,其良好的耐热性使得砂型在金属液浇注过程中,能够承受高温而不发生变形或损坏,保证了铸件的尺寸精度和表面质量。不过,酚醛类粘结剂在固化过程中可能会产生一定的刺激性气味,对生产环境和操作人员的健康带来一定影响,需要采取相应的通风和防护措施。专业铸就品牌,服务创造价值——淄博山水科技有限公司。辽宁3D打印砂型服务
3D砂型打印,是铸造业创新发展的重要引擎——淄博山水科技有限公司。重庆泵阀零部件3D打印砂型
粘结剂的固化速度是影响 3D 砂型打印效率和成型质量的重要因素。在打印过程中,合适的固化速度能够保证砂型在逐层打印过程中保持稳定的结构。如果固化速度过慢,新打印的砂层在尚未完全固化时,容易受到后续打印过程的影响,出现变形、坍塌等问题。尤其是在打印高度较高、结构复杂的砂型时,缓慢的固化速度会使砂型的稳定性难以保证,增加了打印失败的风险。而固化速度过快也会带来一系列问题。当粘结剂迅速固化时,喷头喷出的粘结剂可能无法充分渗透到砂粒之间,导致粘结不牢固,砂型强度降低。此外,过快的固化速度还可能在砂型内部产生较大的内应力,在打印完成后,这些内应力会释放,使砂型出现裂纹,影响成型质量。在实际生产中,为了控制粘结剂的固化速度,可以通过添加固化剂、调整环境温度和湿度等方式来实现。例如,对于一些有机粘结剂,可以通过调整固化剂的比例和添加时间,精确控制其固化速度,以满足不同砂型的打印需求。重庆泵阀零部件3D打印砂型