深入探究 3D 砂型打印技术相较于传统砂型铸造的优势,不仅有助于我们更清晰地认识这一新兴技术的价值与潜力,更为铸造企业在技术选型、生产决策以及未来发展战略规划等方面提供有力的参考依据,从而助力企业在激烈的市场竞争中把握先机,实现可持续发展。传统砂型铸造,是一种历史悠久且应用的金属成型工艺。其基本原理是先制作与铸件形状相匹配的模具,通常模具由木质、金属或其他材料制成。随后,将型砂与粘结剂混合制成型砂混合料,把混合料填充到模具型腔中,通过紧实操作使型砂在模具内形成具有一定强度和形状的砂型。待砂型硬化后,取出模具,便得到可供浇注金属液的铸型。金属液在重力或其他外力作用下,注入铸型型腔,冷却凝固后形成与型腔形状一致的铸件。诚信铸就辉煌,质量赢得信赖——淄博山水科技有限公司。吉林硅砂3D打印
传统砂型铸造在砂型紧实过程中,难以确保型砂在复杂型腔中均匀分布,容易造成砂型局部强度不足或疏松,从而在浇注过程中引发砂眼、气孔、缩孔等缺陷,影响铸件的质量和性能。而且,一旦模具制作完成,若要对铸件设计进行修改,往往需要重新制作模具,这进一步延长了产品开发周期,增加了成本。3D 砂型打印技术,也被称为增材制造技术,它基于离散 - 堆积原理,通过逐层添加材料的方式构建三维实体模型。在 3D 砂型打印过程中,首先需要利用计算机辅助设计(CAD)软件创建铸件的三维数字模型,然后将该模型导入到 3D 砂型打印机中。打印机根据模型的分层信息,通过喷头或其他材料施加装置,将粘结剂或其他成型材料按照预定路径精确地喷射或铺设在砂床上,使砂粒逐层粘结固化,逐步堆积形成所需形状的砂型。山东铸造3D砂型数字化打印品质铸就形象,服务成就未来——淄博山水科技有限公司。
砂粒的粒度、形状、表面粗糙度等特性,会影响粘结剂与砂粒之间的粘结效果。一般来说,细粒度的砂粒比表面积较大,需要更多的粘结剂才能实现良好的粘结;而粗粒度的砂粒则相对需要较少的粘结剂。同时,砂粒的形状和表面粗糙度也会影响粘结剂的渗透和附着。表面粗糙、形状不规则的砂粒,能够为粘结剂提供更多的附着点,有利于提高粘结强度。在实际生产中,需要根据砂粒的特性选择合适的粘结剂,并调整粘结剂的用量和配方。例如,对于粒度较细、表面光滑的砂粒,可以选择粘结性能较强、流动性较好的粘结剂,并适当增加粘结剂的用量,以确保砂粒之间能够牢固粘结;而对于粒度较粗、表面粗糙的砂粒,则可以选择粘结强度适中、成本较低的粘结剂,在保证砂型强度的同时,降低生产成本。
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。专业铸就品质,质量创造价值——淄博山水科技有限公司。
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。3D砂型打印,助力铸造企业在创新发展浪潮中乘风破浪——淄博山水科技有限公司。云南砂型3D打印机
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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。吉林硅砂3D打印