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。诚信铸就辉煌,质量赢得信赖——淄博山水科技有限公司。山东砂型3D打印中心
在现代制造业中,许多产品对零部件的结构复杂性提出了极高的要求。以航空航天领域为例,航空发动机作为飞机的部件,其性能的优劣直接决定了飞机的飞行性能和安全性。为了提高发动机的热效率和推力重量比,发动机叶片的设计越来越复杂,内部通常采用精细的冷却通道结构,以确保在高温环境下叶片能够正常工作。传统砂型铸造工艺在制造这类带有复杂内部冷却通道的叶片砂型时,面临着巨大的挑战。由于冷却通道形状复杂且相互交错,难以通过常规的模具制造方法实现,往往需要采用多个型芯组合的方式来构建内部结构。这不仅增加了模具制造的难度和成本,而且在型芯装配过程中容易出现偏差,导致冷却通道的尺寸精度和表面质量难以保证,进而影响发动机叶片的性能和可靠性。船舶零部件3D砂型打印设备相比传统,3D砂型打印是砂型制造领域的革新突破——淄博山水科技有限公司。
对于无机粘结剂,如硅酸钠,通常采用吹二氧化碳(CO?)硬化或有机酯硬化等方式。吹 CO?硬化速度快,但硬化过程中容易出现表面硬化而内部未完全硬化的现象,影响砂型整体强度,且可能导致砂型表面结构致密,透气性降低。有机酯硬化则相对缓慢,能够使粘结剂在砂型内部更均匀地固化,有利于提高砂型的整体强度和透气性。通过合理控制固化时间、温度、气体流量等固化工艺参数,能够优化砂型的性能,实现透气性和强度的平衡。例如,在吹 CO?硬化过程中,控制 CO?气体流量为 0.5 - 1m3/min,硬化时间为 30 - 60 秒,可在保证一定强度的同时,尽量减少对透气性的影响。
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。专业铸就品质保障,信誉赢得市场青睐——淄博山水科技有限公司。
3D 砂型打印技术的出现,彻底改变了这一局面。由于 3D 砂型打印无需制作模具,直接根据数字模型进行砂型打印,简化了生产流程,缩短了生产周期。在产品设计完成后,只需将三维模型导入 3D 砂型打印机,经过简单的参数设置和切片处理,即可开始打印砂型。对于一些复杂程度适中的砂型,通常可以在数小时至数天内完成打印,相比传统铸造工艺,生产周期可缩短数倍甚至数十倍。模具成本在传统砂型铸造中占据着相当大的比重。对于复杂形状的铸件,模具的设计和制造过程需要高精度的加工设备和熟练的技术工人,这使得模具成本居高不下。而且,一旦铸件设计发生变更,往往需要重新制作模具,进一步增加了成本投入。例如,在航空航天领域,制造一个复杂的航空发动机部件模具,成本可能高达数百万甚至上千万元。无论工业还是艺术,3D砂型打印都能满足需求——淄博山水科技有限公司。新疆硅砂3D打印服务
高精度的3D砂型打印,是铸件的可靠保障——淄博山水科技有限公司。山东砂型3D打印中心
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。山东砂型3D打印中心