无机粘结剂以水玻璃、磷酸盐等为,与有机粘结剂相比,具有环保、成本低等优势。水玻璃是一种常见的无机粘结剂,它在砂型打印中通过与硬化剂反应,使砂粒之间形成粘结。水玻璃粘结剂的粘结强度相对较低,但通过合理的配方设计和工艺控制,可以满足一些对强度要求不太高的铸件生产需求。例如,在一些小型装饰性铸件或对成本较为敏感的批量生产中,水玻璃粘结剂得到了广泛应用。粘结强度是衡量粘结剂性能的关键指标之一,它直接决定了砂型在打印过程中的稳定性以及成型后的强度。如果粘结剂的粘结强度不足,在打印过程中,砂层之间无法牢固粘结,容易出现砂粒脱落、分层等现象,导致砂型结构松散,无法成型。例如,在打印复杂形状的砂型时,若粘结强度不够,一些悬空或薄壁结构部分的砂粒由于得不到足够的粘结力支撑,会在打印过程中掉落,使砂型的形状发生畸变,严重影响成型质量 。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。湖南船舶零部件硅砂3D打印

在复杂铸件的小批量生产中,传统铸造工艺的成本劣势尤为明显。由于模具制作成本高,且模具的使用寿命有限,小批量生产时模具成本分摊到每个铸件上的费用极高。而 3D 打印砂型技术无需制作模具,直接根据数字模型进行砂型打印,降低了生产成本。对于一些汽车发动机缸体的小批量定制生产,采用 3D 打印砂型技术,不仅可以根据客户的特殊需求进行个性化设计和生产,而且生产周期短、成本低,能够快速响应市场需求,提高企业的市场竞争力。复杂铸件对尺寸精度要求极高,尤其是涡轮叶片、发动机缸体等关键部件,微小的尺寸偏差都可能影响产品的性能和可靠性。传统铸造工艺受模具精度、砂型紧实度、金属液收缩等多种因素影响,难以保证铸件的尺寸精度。对于涡轮叶片,其叶身型面的尺寸精度要求通常在 ±0.1 毫米以内,传统铸造工艺很难达到这一标准,往往需要进行大量的后续机械加工来修正尺寸偏差,增加了生产成本和加工时间。湖南船舶零部件硅砂3D打印品质铸就辉煌——淄博山水科技有限公司。

发气量是指粘结剂在高温下分解产生气体的量。在金属液浇注过程中,砂型会受到高温作用,粘结剂会发生分解和气化。如果粘结剂的发气量过大,产生的大量气体无法及时排出砂型,会在铸件内部形成气孔、气缩孔等缺陷,严重影响铸件的质量和性能。特别是对于一些对内部质量要求较高的铸件,如航空航天领域的发动机部件、汽车发动机缸体等,粘结剂发气量的控制尤为重要 。不同类型的粘结剂发气量差异较大。一般来说,有机粘结剂的发气量相对较高,而无机粘结剂的发气量较低。为了降低粘结剂的发气量,可以采取多种措施。一方面,可以选择发气量较低的粘结剂,如一些新型的低发气有机粘结剂或无机粘结剂;另一方面,可以在粘结剂中添加一些能够降低发气量的添加剂,如消泡剂、除气剂等。此外,合理设计砂型的排气系统,增加砂型的透气性,也有助于及时排出浇注过程中产生的气体,减少铸件气孔缺陷的产生。
传统砂型铸造工艺在模具制造、砂型烘干、金属熔炼和浇注等环节都需要消耗大量的能源,同时会产生大量的废气、废渣和粉尘等污染物,对环境造成严重的污染。例如,在金属熔炼过程中,需要使用大量的煤炭、天然气等化石能源,燃烧过程中会排放出二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等有害气体,对大气环境造成污染。相比之下,3D 砂型打印技术在能源消耗方面具有明显优势。3D 砂型打印机主要消耗电能,且打印过程中的能源消耗相对较低。同时,由于 3D 砂型打印无需进行大规模的模具制造和砂型烘干等环节,减少了这些环节的能源消耗。在污染物排放方面,3D 砂型打印过程中不产生废气和废渣,粉尘排放也相对较少,对环境的影响较小。因此,3D 砂型打印技术作为一种绿色制造技术,符合当前社会对环保和可持续发展的要求,具有广阔的应用前景。以质量求生存,以服务求发展——淄博山水科技有限公司。

粘结剂的选择在 3D 砂型打印中对成型质量起着至关重要的作用。从粘结剂的基本类型和特性出发,其粘结强度、流动性、固化速度和发气量等因素,都从不同方面影响着砂型的成型过程和终质量。同时,粘结剂的选择还需要与打印喷头参数、砂粒特性以及环境条件等工艺因素进行协同优化,才能实现高质量的砂型打印。在未来,随着 3D 砂型打印技术的不断发展,对粘结剂性能的要求也会越来越高。研发新型高性能粘结剂,探索更合理的粘结剂选择与工艺优化方法,将是提升 3D 砂型打印技术水平、推动铸造行业发展的关键方向。铸造企业和科研人员应持续关注粘结剂技术的创新,不断优化打印工艺,以满足日益多样化和化的铸件生产需求。3D砂型打印,精度至上,质量为王,铸造无忧——淄博山水科技有限公司。湖南船舶零部件硅砂3D打印
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通过对 3D 砂型打印与传统砂型铸造在技术原理、复杂结构成型能力、生产周期、成本效益、精度与质量以及环保等多个方面的深入对比分析,可以清晰地看出 3D 砂型打印技术相较于传统砂型铸造具有诸多优势。在复杂结构成型方面,它突破了传统工艺的限制,为产品设计创新提供了无限可能;在生产周期上,大幅缩短,使企业能够快速响应市场需求;成本效益提升,从模具成本、材料利用率到人力成本等多维度降低了成本;精度与质量得到有效保障,提高了产品的竞争力;在环保与可持续发展方面,减少了材料浪费和能源消耗,降低了污染物排放,顺应了时代发展的趋势。湖南船舶零部件硅砂3D打印