无机粘结剂如硅酸钠(水玻璃),具有环保、成本低等优点,其粘结的砂型透气性相对较好,因为水玻璃在固化过程中形成的凝胶结构不会完全堵塞砂粒间的孔隙,为气体排出保留了通道。然而,水玻璃粘结剂的粘结强度相对较低,难以满足一些对强度要求较高的铸件生产需求。为了平衡透气性和强度,可采用复合粘结剂,将有机粘结剂和无机粘结剂按一定比例混合使用。例如,在水玻璃中添加适量的酚醛树脂,既能利用水玻璃良好的透气性,又能借助酚醛树脂提高砂型的强度,通过调整二者的比例,实现透气性和强度的比较好平衡。品质铸就辉煌,服务成就未来——淄博山水科技有限公司。新疆3D砂型打印
除了加强筋,还可以在砂型内部设计支撑结构。对于具有复杂内部结构或悬空结构的砂型,支撑结构能够在打印过程中为这些部位提供临时支撑,保证打印的顺利进行,同时在浇注过程中也能增强砂型的整体强度。在设计支撑结构时,要考虑其对透气性的影响,尽量采用镂空、网格状的支撑结构,减少对气体流动的阻碍。通过合理布置加强结构,在不过多透气性的前提下,显著提高砂型的强度,实现二者的平衡。实现 3D 打印砂型透气性和强度的平衡是一个复杂的系统工程,需要从材料选择、工艺参数优化、结构设计创新等多个方面综合考虑。通过合理选择砂粒和粘结剂,精细调控打印和固化工艺参数,创新设计砂型的孔隙结构和加强结构,能够在不同铸件生产需求下,找到透气性和强度的比较好平衡点,提高铸件质量,推动 3D 打印砂型技术在铸造领域的进一步发展和应用。随着材料科学、制造工艺和计算机技术的不断进步,未来还将有更多新的方法和技术应用于 3D 打印砂型透气性和强度的平衡研究中,为铸造行业带来新的突破和发展机遇。福建砂型3D打印服务专业铸就品质,质量创造价值——淄博山水科技有限公司。
3D 砂型打印技术的比较大优势之一就是无需模具。通过数字化设计和打印,直接将砂型制造出来,从根本上消除了模具设计、制造、维护和存储等一系列成本。对于小批量生产而言,传统铸造的模具成本分摊到每个铸件上的费用极高,而 3D 砂型打印由于没有模具成本,单件成本优势明显。即使对于一些需要进行批量生产的产品,3D 砂型打印在产品研发阶段也能通过快速打印样件,帮助企业及时发现设计问题并进行优化,避免了因设计失误导致的模具返工和报废,从而间接节约了大量成本。
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。品质铸就经典,服务传承百年——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。3D砂型打印,环保节能,让砂型制造与环境和谐共生——淄博山水科技有限公司。辽宁3D打印砂型厂家
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根据砂型不同部位在浇注过程中的受力情况和气体排出需求,设计孔隙率不同的结构。在砂型的顶部和侧面等气体排出关键部位,增加孔隙率,提高透气性;在砂型的底部和支撑部位,适当降低孔隙率,保证强度。通过这种梯度孔隙结构设计,能够使砂型在不同部位发挥比较好性能,实现透气性和强度的局部优化与整体平衡。在 3D 打印砂型中设置合理的加强结构,是提高砂型强度而不影响透气性的有效方法。加强筋是一种常见的加强结构,在砂型的薄壁部位、悬空部位或受力较大的部位设置加强筋,可以增强砂型的局部强度,防止砂型在打印、搬运和浇注过程中发生变形或损坏。加强筋的形状、尺寸和布置方式会影响砂型的透气性和强度。例如,采用细长的三角形加强筋,相较于粗大的矩形加强筋,在增加强度的同时,对砂型透气性的影响较小。因为细长的三角形加强筋占据的空间较小,不会过多堵塞砂粒间的孔隙,且其独特的几何形状能够有效分散应力,提高砂型强度。新疆3D砂型打印