無機粘結劑如硅酸鈉(水玻璃),具有環保、成本低等優點,其粘結的砂型透氣性相對較好,因為水玻璃在固化過程中形成的凝膠結構不會完全堵塞砂粒間的孔隙,為氣體排出保留了通道。然而,水玻璃粘結劑的粘結強度相對較低,難以滿足一些對強度要求較高的鑄件生產需求。為了平衡透氣性和強度,可采用復合粘結劑,將有機粘結劑和無機粘結劑按一定比例混合使用。例如,在水玻璃中添加適量的酚醛樹脂,既能利用水玻璃良好的透氣性,又能借助酚醛樹脂提高砂型的強度,通過調整二者的比例,實現透氣性和強度的比較好平衡。品質鑄就輝煌,服務成就未來——淄博山水科技有限公司。新疆3D砂型打印
除了加強筋,還可以在砂型內部設計支撐結構。對于具有復雜內部結構或懸空結構的砂型,支撐結構能夠在打印過程中為這些部位提供臨時支撐,保證打印的順利進行,同時在澆注過程中也能增強砂型的整體強度。在設計支撐結構時,要考慮其對透氣性的影響,盡量采用鏤空、網格狀的支撐結構,減少對氣體流動的阻礙。通過合理布置加強結構,在不過多透氣性的前提下,顯著提高砂型的強度,實現二者的平衡。實現 3D 打印砂型透氣性和強度的平衡是一個復雜的系統工程,需要從材料選擇、工藝參數優化、結構設計創新等多個方面綜合考慮。通過合理選擇砂粒和粘結劑,精細調控打印和固化工藝參數,創新設計砂型的孔隙結構和加強結構,能夠在不同鑄件生產需求下,找到透氣性和強度的比較好平衡點,提高鑄件質量,推動 3D 打印砂型技術在鑄造領域的進一步發展和應用。隨著材料科學、制造工藝和計算機技術的不斷進步,未來還將有更多新的方法和技術應用于 3D 打印砂型透氣性和強度的平衡研究中,為鑄造行業帶來新的突破和發展機遇。福建砂型3D打印服務專業鑄就品質,質量創造價值——淄博山水科技有限公司。
3D 砂型打印技術的比較大優勢之一就是無需模具。通過數字化設計和打印,直接將砂型制造出來,從根本上消除了模具設計、制造、維護和存儲等一系列成本。對于小批量生產而言,傳統鑄造的模具成本分攤到每個鑄件上的費用極高,而 3D 砂型打印由于沒有模具成本,單件成本優勢明顯。即使對于一些需要進行批量生產的產品,3D 砂型打印在產品研發階段也能通過快速打印樣件,幫助企業及時發現設計問題并進行優化,避免了因設計失誤導致的模具返工和報廢,從而間接節約了大量成本。
粘結劑的固化速度是影響 3D 砂型打印效率和成型質量的重要因素。在打印過程中,合適的固化速度能夠保證砂型在逐層打印過程中保持穩定的結構。如果固化速度過慢,新打印的砂層在尚未完全固化時,容易受到后續打印過程的影響,出現變形、坍塌等問題。尤其是在打印高度較高、結構復雜的砂型時,緩慢的固化速度會使砂型的穩定性難以保證,增加了打印失敗的風險。而固化速度過快也會帶來一系列問題。當粘結劑迅速固化時,噴頭噴出的粘結劑可能無法充分滲透到砂粒之間,導致粘結不牢固,砂型強度降低。此外,過快的固化速度還可能在砂型內部產生較大的內應力,在打印完成后,這些內應力會釋放,使砂型出現裂紋,影響成型質量。在實際生產中,為了控制粘結劑的固化速度,可以通過添加固化劑、調整環境溫度和濕度等方式來實現。例如,對于一些有機粘結劑,可以通過調整固化劑的比例和添加時間,精確控制其固化速度,以滿足不同砂型的打印需求。品質鑄就經典,服務傳承百年——淄博山水科技有限公司。
有機粘結劑在 3D 砂型打印領域應用,其種類繁多,常見的有樹脂類、酚醛類、呋喃類粘結劑等。以樹脂類粘結劑為例,它具有良好的粘結性能,能夠在砂粒之間形成較強的粘結力,從而賦予砂型較高的強度。環氧樹脂粘結劑在與固化劑發生交聯反應后,會形成三維網狀結構,將砂粒牢固地粘結在一起,使砂型具備出色的抗壓強度和抗沖擊性能 。這種粘結劑適用于對砂型強度要求較高的鑄件生產,如大型機械零部件的鑄造。酚醛類粘結劑則具有固化速度快、耐熱性能較好的特點。在 3D 砂型打印過程中,酚醛樹脂能夠迅速固化,縮短砂型的成型時間,提高生產效率。同時,其良好的耐熱性使得砂型在金屬液澆注過程中,能夠承受高溫而不發生變形或損壞,保證了鑄件的尺寸精度和表面質量。不過,酚醛類粘結劑在固化過程中可能會產生一定的刺激性氣味,對生產環境和操作人員的健康帶來一定影響,需要采取相應的通風和防護措施。3D砂型打印,環保節能,讓砂型制造與環境和諧共生——淄博山水科技有限公司。遼寧3D打印砂型廠家
專業鑄就品質,服務創造價值——淄博山水科技有限公司。新疆3D砂型打印
根據砂型不同部位在澆注過程中的受力情況和氣體排出需求,設計孔隙率不同的結構。在砂型的頂部和側面等氣體排出關鍵部位,增加孔隙率,提高透氣性;在砂型的底部和支撐部位,適當降低孔隙率,保證強度。通過這種梯度孔隙結構設計,能夠使砂型在不同部位發揮比較好性能,實現透氣性和強度的局部優化與整體平衡。在 3D 打印砂型中設置合理的加強結構,是提高砂型強度而不影響透氣性的有效方法。加強筋是一種常見的加強結構,在砂型的薄壁部位、懸空部位或受力較大的部位設置加強筋,可以增強砂型的局部強度,防止砂型在打印、搬運和澆注過程中發生變形或損壞。加強筋的形狀、尺寸和布置方式會影響砂型的透氣性和強度。例如,采用細長的三角形加強筋,相較于粗大的矩形加強筋,在增加強度的同時,對砂型透氣性的影響較小。因為細長的三角形加強筋占據的空間較小,不會過多堵塞砂粒間的孔隙,且其獨特的幾何形狀能夠有效分散應力,提高砂型強度。新疆3D砂型打印