無機粘結(jié)劑如硅酸鈉(水玻璃),具有環(huán)保、成本低等優(yōu)點,其粘結(jié)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(jié)構(gòu)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(jié)劑的粘結(jié)強度相對較低,難以滿足一些對強度要求較高的鑄件生產(chǎn)需求。為了平衡透氣性和強度,可采用復(fù)合粘結(jié)劑,將有機粘結(jié)劑和無機粘結(jié)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(diào)整二者的比例,實現(xiàn)透氣性和強度的比較好平衡。以質(zhì)量求生存,以信譽求長久——淄博山水科技有限公司。貴州鑄造硅砂3D打印
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。甘肅鑄造硅砂3D打印專業(yè)鑄就未來,質(zhì)量贏得信賴——淄博山水科技有限公司。
粘結(jié)劑的固化速度是影響 3D 砂型打印效率和成型質(zhì)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(wěn)定的結(jié)構(gòu)。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(xù)打印過程的影響,出現(xiàn)變形、坍塌等問題。尤其是在打印高度較高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的砂型時,緩慢的固化速度會使砂型的穩(wěn)定性難以保證,增加了打印失敗的風(fēng)險。而固化速度過快也會帶來一系列問題。當(dāng)粘結(jié)劑迅速固化時,噴頭噴出的粘結(jié)劑可能無法充分滲透到砂粒之間,導(dǎo)致粘結(jié)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(nèi)部產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力,在打印完成后,這些內(nèi)應(yīng)力會釋放,使砂型出現(xiàn)裂紋,影響成型質(zhì)量。在實際生產(chǎn)中,為了控制粘結(jié)劑的固化速度,可以通過添加固化劑、調(diào)整環(huán)境溫度和濕度等方式來實現(xiàn)。例如,對于一些有機粘結(jié)劑,可以通過調(diào)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。
在現(xiàn)代制造業(yè)領(lǐng)域,渦輪葉片、發(fā)動機缸體等復(fù)雜鑄件的生產(chǎn)制造,對鑄造工藝提出了極為嚴苛的要求。傳統(tǒng)鑄造工藝在面對這類復(fù)雜結(jié)構(gòu)鑄件時,往往面臨諸多技術(shù)瓶頸與成本壓力,難以滿足日益增長的高性能產(chǎn)品需求。而3D打印砂型技術(shù)憑借其獨特的數(shù)字化、柔性化制造特性,為復(fù)雜鑄件的生產(chǎn)帶來了性的突破,在復(fù)雜結(jié)構(gòu)成型、生產(chǎn)周期、精度質(zhì)量等多個方面展現(xiàn)出優(yōu)勢。渦輪葉片作為航空發(fā)動機的部件,其性能直接決定發(fā)動機的效率與可靠性。現(xiàn)代渦輪葉片為了提高冷卻效率和耐高溫性能,內(nèi)部設(shè)計了復(fù)雜的冷卻通道,這些通道結(jié)構(gòu)精細,形狀復(fù)雜,具有大量的異形曲面和微小孔徑,部分冷卻通道的直徑甚至不足 1 毫米。傳統(tǒng)鑄造工藝在制造此類渦輪葉片砂型時,由于受到模具加工能力和砂型組裝精度的限制,難以實現(xiàn)冷卻通道的精確成型。例如,采用傳統(tǒng)的型芯組合方式構(gòu)建冷卻通道,不僅需要制作多個高精度的小型芯,而且在組裝過程中極易出現(xiàn)位置偏差,導(dǎo)致冷卻通道尺寸精度難以保證,影響葉片的冷卻效果和使用壽命。品質(zhì)鑄就輝煌,信譽贏得未來——淄博山水科技有限公司。
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(xué)、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。選擇3D砂型打印,優(yōu)化成本,讓砂型制造更具效益——淄博山水科技有限公司。廣東硅砂3D打印中心
3D砂型打印,助力鑄造企業(yè)在創(chuàng)新發(fā)展浪潮中乘風(fēng)破浪——淄博山水科技有限公司。貴州鑄造硅砂3D打印
砂粒的表面粗糙度也會影響砂型的性能。表面粗糙的砂粒比表面積大,能夠為粘結(jié)劑提供更多的附著點,增強粘結(jié)效果,提高砂型強度。但粗糙的表面會使砂粒之間的孔隙更加不規(guī)則,在一定程度上阻礙氣體的流動,降低透氣性。所以,在選擇砂粒時,要在表面粗糙度與透氣性、強度之間尋求平衡,可通過對砂粒進行適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚恚绱蚰?、拋光等,來?yōu)化砂型的性能。粘結(jié)劑是連接砂粒、賦予砂型強度的關(guān)鍵材料,其種類、用量和特性對砂型透氣性和強度的平衡起著決定性作用。不同類型的粘結(jié)劑在粘結(jié)機理和性能上存在差異。有機粘結(jié)劑如環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等,粘結(jié)強度較高,能夠在砂粒之間形成牢固的粘結(jié)橋,有效提高砂型強度。但這類粘結(jié)劑在固化過程中會填充砂粒之間的部分孔隙,導(dǎo)致砂型透氣性下降。而且,部分有機粘結(jié)劑在高溫下分解產(chǎn)生的氣體較多,會進一步影響砂型的透氣性和鑄件質(zhì)量。貴州鑄造硅砂3D打印