3D 打印砂型技術(shù)則打破了這一技術(shù)壁壘。通過計算機輔助設(shè)計(CAD)軟件構(gòu)建渦輪葉片的三維數(shù)字模型后,3D 砂型打印機能夠依據(jù)模型信息,以逐層打印的方式,將粘結(jié)劑精確地噴射到砂床上,直接成型出帶有復(fù)雜冷卻通道的砂型。打印過程中,無需考慮模具的限制,能夠輕松實現(xiàn)冷卻通道的精細結(jié)構(gòu),包括微小孔徑、異形轉(zhuǎn)角以及復(fù)雜的空間布局等。這種高精度的砂型成型能力,使得渦輪葉片在鑄造過程中能夠完美復(fù)刻設(shè)計模型,確保冷卻通道的尺寸精度和表面質(zhì)量,從而有效提高葉片的冷卻效率和耐高溫性能,提升航空發(fā)動機的整體性能。3D砂型打印,革新傳統(tǒng)砂型制作,讓鑄造更具競爭力——淄博山水科技有限公司。船舶零部件3D砂型打印廠家
有機粘結(jié)劑在 3D 砂型打印領(lǐng)域應(yīng)用,其種類繁多,常見的有樹脂類、酚醛類、呋喃類粘結(jié)劑等。以樹脂類粘結(jié)劑為例,它具有良好的粘結(jié)性能,能夠在砂粒之間形成較強的粘結(jié)力,從而賦予砂型較高的強度。環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑在與固化劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)后,會形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),將砂粒牢固地粘結(jié)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(jié)劑適用于對砂型強度要求較高的鑄件生產(chǎn),如大型機械零部件的鑄造。酚醛類粘結(jié)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(chǎn)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(fā)生變形或損壞,保證了鑄件的尺寸精度和表面質(zhì)量。不過,酚醛類粘結(jié)劑在固化過程中可能會產(chǎn)生一定的刺激性氣味,對生產(chǎn)環(huán)境和操作人員的健康帶來一定影響,需要采取相應(yīng)的通風和防護措施。四川大型3D砂型打印3D砂型打印,精度至上,質(zhì)量為王,鑄造無憂——淄博山水科技有限公司。
呋喃類粘結(jié)劑同樣具有獨特的優(yōu)勢,它對酸催化劑較為敏感,能夠在酸性條件下快速固化,形成堅硬的粘結(jié)膜。呋喃類粘結(jié)劑粘結(jié)的砂型具有較高的尺寸精度和較低的發(fā)氣量,這對于減少鑄件內(nèi)部氣孔、提高鑄件質(zhì)量具有重要意義。然而,呋喃類粘結(jié)劑價格相對較高,且在使用過程中需要嚴格控制催化劑的用量和配比,否則可能會影響砂型的固化效果和強度。無機粘結(jié)劑以水玻璃、磷酸鹽等為,與有機粘結(jié)劑相比,具有環(huán)保、成本低等優(yōu)勢。水玻璃是一種常見的無機粘結(jié)劑,它在砂型打印中通過與硬化劑反應(yīng),使砂粒之間形成粘結(jié)。水玻璃粘結(jié)劑的粘結(jié)強度相對較低,但通過合理的配方設(shè)計和工藝控制,可以滿足一些對強度要求不太高的鑄件生產(chǎn)需求。例如,在一些小型裝飾性鑄件或?qū)Τ杀据^為敏感的批量生產(chǎn)中,水玻璃粘結(jié)劑得到了廣泛應(yīng)用。
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砂型的透氣性和強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。因為較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)量相對較少,這會導(dǎo)致砂型的強度降低。專業(yè)鑄就品質(zhì),質(zhì)量創(chuàng)造價值——淄博山水科技有限公司。
粘結(jié)劑的用量也至關(guān)重要。增加粘結(jié)劑用量通常會提高砂型強度,因為更多的粘結(jié)劑能夠形成更多、更牢固的粘結(jié)橋。但過量的粘結(jié)劑會填充砂粒之間的孔隙,嚴重降低透氣性。因此,需要通過實驗和生產(chǎn)實踐,確定不同鑄件、不同砂粒條件下粘結(jié)劑的比較好用量,在保證砂型強度滿足生產(chǎn)要求的前提下,盡量減少對透氣性的影響。在 3D 打印砂型過程中,打印參數(shù)對砂型的透氣性和強度有著直接影響。打印層厚是一個關(guān)鍵參數(shù),較薄的打印層能夠使砂型的結(jié)構(gòu)更加精細,有助于提高砂型的表面質(zhì)量和尺寸精度,同時也有利于氣體在砂型內(nèi)部的流動,提高透氣性。3D砂型打印,環(huán)保節(jié)能,讓砂型制造與環(huán)境和諧共生——淄博山水科技有限公司。安徽鑄造3D打印砂型
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除了加強筋,還可以在砂型內(nèi)部設(shè)計支撐結(jié)構(gòu)。對于具有復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)或懸空結(jié)構(gòu)的砂型,支撐結(jié)構(gòu)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(shè)計支撐結(jié)構(gòu)時,要考慮其對透氣性的影響,盡量采用鏤空、網(wǎng)格狀的支撐結(jié)構(gòu),減少對氣體流動的阻礙。通過合理布置加強結(jié)構(gòu),在不過多透氣性的前提下,顯著提高砂型的強度,實現(xiàn)二者的平衡。實現(xiàn) 3D 打印砂型透氣性和強度的平衡是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程,需要從材料選擇、工藝參數(shù)優(yōu)化、結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新等多個方面綜合考慮。通過合理選擇砂粒和粘結(jié)劑,精細調(diào)控打印和固化工藝參數(shù),創(chuàng)新設(shè)計砂型的孔隙結(jié)構(gòu)和加強結(jié)構(gòu),能夠在不同鑄件生產(chǎn)需求下,找到透氣性和強度的比較好平衡點,提高鑄件質(zhì)量,推動 3D 打印砂型技術(shù)在鑄造領(lǐng)域的進一步發(fā)展和應(yīng)用。隨著材料科學、制造工藝和計算機技術(shù)的不斷進步,未來還將有更多新的方法和技術(shù)應(yīng)用于 3D 打印砂型透氣性和強度的平衡研究中,為鑄造行業(yè)帶來新的突破和發(fā)展機遇。船舶零部件3D砂型打印廠家