对于无机粘结剂,如硅酸钠,通常采用吹二氧化碳(CO₂)硬化或有机酯硬化等方式。吹 CO₂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 CO₂硬化过程中,控制 CO₂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。3D砂型打印,环保节能新选择,塑造绿色砂型——淄博山水科技有限公司。贵州工业级3D砂型数字化打印
发动机缸体作为汽车发动机的关键部件,其结构同样十分复杂,内部包含多个相互连通的气缸、冷却水套、润滑油道等结构。传统铸造工艺制造发动机缸体砂型时,通常需要将多个砂芯进行组装,这不仅增加了砂型制造的难度和成本,而且容易出现砂芯错位、缝隙等问题,影响缸体的尺寸精度和内部质量。此外,传统工艺在设计变更时,需要重新制作模具和砂芯,周期长、成本高,难以满足快速迭代的市场需求。3D 打印砂型技术为发动机缸体的生产带来了全新的解决方案。利用 3D 打印技术,可以将发动机缸体的复杂结构进行一体化设计和打印,无需进行繁琐的砂芯组装。通过优化设计,还可以将原本分散的冷却水套、润滑油道等结构进行集成化设计,减少砂型的拼接数量,提高缸体的整体质量和可靠性。同时,当发动机缸体的设计需要进行调整时,只需在 CAD 模型中进行修改,然后重新导入 3D 砂型打印机,即可快速打印出新的砂型,实现产品的快速迭代,缩短了研发周期,降低了开发成本。宁夏大型工业级3D砂型打印专业铸就辉煌,质量赢得尊重——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。
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。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。
过薄的打印层会增加打印时间和成本,并且在粘结剂用量相同的情况下,由于每层砂粒之间的粘结面积相对较小,可能导致砂型强度降低。相反,较厚的打印层可以缩短打印时间,提高生产效率,同时在一定程度上增加砂粒之间的粘结面积,有利于提度,但过厚的打印层会使砂型结构变得粗糙,孔隙不规则,透气性下降。因此,需要根据铸件的复杂程度、尺寸大小以及对透气性和强度的要求,合理选择打印层厚。对于结构复杂、对透气性要求高的砂型,可选择 0.2 - 0.3mm 的打印层厚;对于形状简单、对强度要求较高的砂型,可适当增加打印层厚至 0.4 - 0.5mm。从汽车到航空,3D砂型打印在各领域展现砂型制造实力——淄博山水科技有限公司。湖南硅砂3D打印多少钱
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粘结剂的固化过程对砂型的透气性和强度有着重要影响,选择合适的固化工艺能够有效平衡二者的关系。对于有机粘结剂,常用的固化方式有热固化和化学固化。热固化是通过升高温度使粘结剂快速固化,这种方式能够在短时间内形成较高的强度,但高温可能导致粘结剂过度收缩,堵塞砂粒间的孔隙,降低透气性。化学固化则是利用固化剂与粘结剂发生化学反应实现固化,其固化速度相对较慢,但可以在较低温度下进行,对砂型透气性的影响较小。因此,在实际生产中,可根据铸件的特点和要求,选择合适的固化方式。对于对强度要求迫切且对透气性影响可接受的铸件,可采用热固化;对于对透气性要求较高的铸件,优先选择化学固化。贵州工业级3D砂型数字化打印