在復(fù)雜鑄件的研發(fā)過程中，產(chǎn)品設(shè)計(jì)往往需要經(jīng)過多次優(yōu)化和驗(yàn)證。傳統(tǒng)鑄造工藝由于模具制作周期長，每次設(shè)計(jì)變更都需要重新制作模具，導(dǎo)致產(chǎn)品研發(fā)周期漫長。以一款新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片的研發(fā)為例，采用傳統(tǒng)鑄造工藝，從模具設(shè)計(jì)到制作完成，再到生產(chǎn)出件合格的鑄件，可能需要 6 - 8 個(gè)月的時(shí)間。如果在研發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)存在問題需要修改，重新制作模具又會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間和成本，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的研發(fā)進(jìn)度。3D 打印砂型技術(shù)的出現(xiàn)，徹底改變了這一局面。在產(chǎn)品研發(fā)階段，設(shè)計(jì)人員可以快速將設(shè)計(jì)方案轉(zhuǎn)化為三維數(shù)字模型，并通過 3D 砂型打印機(jī)在短時(shí)間內(nèi)打印出砂型進(jìn)行鑄造。對(duì)于渦輪葉片等復(fù)雜鑄件，從設(shè)計(jì)定稿到打印出砂型并完成澆注，通常只需 1 - 2 周的時(shí)間。這種快速的樣品制作能力，使得設(shè)計(jì)人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的問題，并進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期，加快了產(chǎn)品的上市速度。品質(zhì)鑄就形象，服務(wù)成就未來——淄博山水科技有限公司。甘肅3D砂型打印加工

砂粒作為 3D 打印砂型的主要原材料，其粒度、形狀、表面粗糙度等特性對(duì)砂型的透氣性和強(qiáng)度有著根本性的影響。一般來說，粗粒度的砂粒堆積后形成的孔隙較大，有利于提高砂型的透氣性。因?yàn)檩^大的孔隙為氣體提供了更寬敞的通道，使氣體在澆注過程中能夠更順暢地排出。例如，使用粒度為 50/100 目的石英砂打印砂型，相較于 70/140 目的石英砂，前者形成的砂型透氣性明顯更高。但粗粒度砂粒之間的接觸面積較小，在粘結(jié)劑作用下形成的粘結(jié)橋數(shù)量相對(duì)較少，這會(huì)導(dǎo)致砂型的強(qiáng)度降低。山西3D砂型數(shù)字化打印專業(yè)鑄就品質(zhì)，服務(wù)創(chuàng)造價(jià)值——淄博山水科技有限公司。

發(fā)氣量是指粘結(jié)劑在高溫下分解產(chǎn)生氣體的量。在金屬液澆注過程中，砂型會(huì)受到高溫作用，粘結(jié)劑會(huì)發(fā)生分解和氣化。如果粘結(jié)劑的發(fā)氣量過大，產(chǎn)生的大量氣體無法及時(shí)排出砂型，會(huì)在鑄件內(nèi)部形成氣孔、氣縮孔等缺陷，嚴(yán)重影響鑄件的質(zhì)量和性能。特別是對(duì)于一些對(duì)內(nèi)部質(zhì)量要求較高的鑄件，如航空航天領(lǐng)域的發(fā)動(dòng)機(jī)部件、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體等，粘結(jié)劑發(fā)氣量的控制尤為重要 。不同類型的粘結(jié)劑發(fā)氣量差異較大。一般來說，有機(jī)粘結(jié)劑的發(fā)氣量相對(duì)較高，而無機(jī)粘結(jié)劑的發(fā)氣量較低。為了降低粘結(jié)劑的發(fā)氣量，可以采取多種措施。一方面，可以選擇發(fā)氣量較低的粘結(jié)劑，如一些新型的低發(fā)氣有機(jī)粘結(jié)劑或無機(jī)粘結(jié)劑；另一方面，可以在粘結(jié)劑中添加一些能夠降低發(fā)氣量的添加劑，如消泡劑、除氣劑等。此外，合理設(shè)計(jì)砂型的排氣系統(tǒng)，增加砂型的透氣性，也有助于及時(shí)排出澆注過程中產(chǎn)生的氣體，減少鑄件氣孔缺陷的產(chǎn)生。

傳統(tǒng)砂型鑄造在砂型緊實(shí)過程中，難以確保型砂在復(fù)雜型腔中均勻分布，容易造成砂型局部強(qiáng)度不足或疏松，從而在澆注過程中引發(fā)砂眼、氣孔、縮孔等缺陷，影響鑄件的質(zhì)量和性能。而且，一旦模具制作完成，若要對(duì)鑄件設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，往往需要重新制作模具，這進(jìn)一步延長了產(chǎn)品開發(fā)周期，增加了成本。3D 砂型打印技術(shù)，也被稱為增材制造技術(shù)，它基于離散 - 堆積原理，通過逐層添加材料的方式構(gòu)建三維實(shí)體模型。在 3D 砂型打印過程中，首先需要利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）軟件創(chuàng)建鑄件的三維數(shù)字模型，然后將該模型導(dǎo)入到 3D 砂型打印機(jī)中。打印機(jī)根據(jù)模型的分層信息，通過噴頭或其他材料施加裝置，將粘結(jié)劑或其他成型材料按照預(yù)定路徑精確地噴射或鋪設(shè)在砂床上，使砂粒逐層粘結(jié)固化，逐步堆積形成所需形狀的砂型。3D砂型打印，滿足您的個(gè)性化砂型定制需求——淄博山水科技有限公司。

傳統(tǒng)的 3D 打印砂型孔隙結(jié)構(gòu)較為隨機(jī)，難以在透氣性和強(qiáng)度之間實(shí)現(xiàn)理想的平衡。通過對(duì)砂型孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以有效改善這一狀況。仿生學(xué)設(shè)計(jì)為孔隙結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了新的思路，模仿自然界中具有高效氣體傳輸和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定特性的生物結(jié)構(gòu)，如蜂窩結(jié)構(gòu)、海綿結(jié)構(gòu)等，設(shè)計(jì)砂型的孔隙結(jié)構(gòu)。蜂窩狀孔隙結(jié)構(gòu)具有較高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，能夠在保證一定強(qiáng)度的前提下，提供良好的氣體通道，提高透氣性。在打印砂型時(shí)，可通過編程控制打印路徑，在砂型內(nèi)部構(gòu)建規(guī)則的蜂窩狀孔隙結(jié)構(gòu)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，采用蜂窩狀孔隙結(jié)構(gòu)的砂型，其透氣性比傳統(tǒng)砂型提高了 30% - 50%，同時(shí)強(qiáng)度仍能滿足大多數(shù)鑄件的生產(chǎn)要求。品質(zhì)鑄就輝煌——淄博山水科技有限公司。安徽船舶零部件3D打印砂型

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3D 砂型打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)，整個(gè)打印過程由計(jì)算機(jī)程序控制，只需要少量的操作人員進(jìn)行設(shè)備監(jiān)控和維護(hù)即可。相比傳統(tǒng)鑄造工藝，3D 砂型打印減少了人工參與，降低了人力成本。例如，某傳統(tǒng)鑄造企業(yè)在擁有 100 名員工的情況下，月產(chǎn)量為 500 噸鑄件。而引入 3D 砂型打印設(shè)備后，同樣的產(chǎn)量需 20 名員工即可完成，人力成本大幅下降。此外，3D 砂型打印還減少了因人工操作失誤導(dǎo)致的廢品率，降低了廢品處理成本；同時(shí)，由于生產(chǎn)周期縮短，企業(yè)的資金周轉(zhuǎn)速度加快，資金占用成本也相應(yīng)降低。這些多維度的成本削減，使得 3D 砂型打印在成本效益方面相較于傳統(tǒng)砂型鑄造具有明顯的優(yōu)勢(shì)。甘肅3D砂型打印加工