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(wǎng)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(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雜的系統(tǒng)工程,需要從材料選擇、工藝參數(shù)優(yōu)化、結構設計創(chuàng)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(shù),創(chuàng)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(fā)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(yè)帶來新的突破和發(fā)展機遇。品質鑄就信任,服務贏得忠誠——淄博山水科技有限公司。船舶零部件硅砂3D打印廠家
傳統(tǒng)砂型鑄造在砂型緊實過程中,難以確保型砂在復雜型腔中均勻分布,容易造成砂型局部強度不足或疏松,從而在澆注過程中引發(fā)砂眼、氣孔、縮孔等缺陷,影響鑄件的質量和性能。而且,一旦模具制作完成,若要對鑄件設計進行修改,往往需要重新制作模具,這進一步延長了產品開發(fā)周期,增加了成本。3D 砂型打印技術,也被稱為增材制造技術,它基于離散 - 堆積原理,通過逐層添加材料的方式構建三維實體模型。在 3D 砂型打印過程中,首先需要利用計算機輔助設計(CAD)軟件創(chuàng)建鑄件的三維數(shù)字模型,然后將該模型導入到 3D 砂型打印機中。打印機根據(jù)模型的分層信息,通過噴頭或其他材料施加裝置,將粘結劑或其他成型材料按照預定路徑精確地噴射或鋪設在砂床上,使砂粒逐層粘結固化,逐步堆積形成所需形狀的砂型。河北噴墨硅砂3D打印3D砂型打印,開啟鑄造創(chuàng)新之門,塑造發(fā)展新優(yōu)勢——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(huán)氧樹脂粘結劑在與固化劑發(fā)生交聯(lián)反應后,會形成三維網(wǎng)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(fā)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(huán)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。
過薄的打印層會增加打印時間和成本,并且在粘結劑用量相同的情況下,由于每層砂粒之間的粘結面積相對較小,可能導致砂型強度降低。相反,較厚的打印層可以縮短打印時間,提高生產效率,同時在一定程度上增加砂粒之間的粘結面積,有利于提度,但過厚的打印層會使砂型結構變得粗糙,孔隙不規(guī)則,透氣性下降。因此,需要根據(jù)鑄件的復雜程度、尺寸大小以及對透氣性和強度的要求,合理選擇打印層厚。對于結構復雜、對透氣性要求高的砂型,可選擇 0.2 - 0.3mm 的打印層厚;對于形狀簡單、對強度要求較高的砂型,可適當增加打印層厚至 0.4 - 0.5mm。品質鑄就輝煌,信譽贏得未來——淄博山水科技有限公司。
無機粘結劑以水玻璃、磷酸鹽等為,與有機粘結劑相比,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劑,它在砂型打印中通過與硬化劑反應,使砂粒之間形成粘結。水玻璃粘結劑的粘結強度相對較低,但通過合理的配方設計和工藝控制,可以滿足一些對強度要求不太高的鑄件生產需求。例如,在一些小型裝飾性鑄件或對成本較為敏感的批量生產中,水玻璃粘結劑得到了廣泛應用。粘結強度是衡量粘結劑性能的關鍵指標之一,它直接決定了砂型在打印過程中的穩(wěn)定性以及成型后的強度。如果粘結劑的粘結強度不足,在打印過程中,砂層之間無法牢固粘結,容易出現(xiàn)砂粒脫落、分層等現(xiàn)象,導致砂型結構松散,無法成型。例如,在打印復雜形狀的砂型時,若粘結強度不夠,一些懸空或薄壁結構部分的砂粒由于得不到足夠的粘結力支撐,會在打印過程中掉落,使砂型的形狀發(fā)生畸變,嚴重影響成型質量 。3D砂型打印,助力鑄造企業(yè)在創(chuàng)新發(fā)展浪潮中乘風破浪——淄博山水科技有限公司。天津砂型3D打印價格
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傳統(tǒng)的 3D 打印砂型孔隙結構較為隨機,難以在透氣性和強度之間實現(xiàn)理想的平衡。通過對砂型孔隙結構進行優(yōu)化設計,可以有效改善這一狀況。仿生學設計為孔隙結構優(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構穩(wěn)定特性的生物結構,如蜂窩結構、海綿結構等,設計砂型的孔隙結構。蜂窩狀孔隙結構具有較高的結構穩(wěn)定性,能夠在保證一定強度的前提下,提供良好的氣體通道,提高透氣性。在打印砂型時,可通過編程控制打印路徑,在砂型內部構建規(guī)則的蜂窩狀孔隙結構。經(jīng)實驗驗證,采用蜂窩狀孔隙結構的砂型,其透氣性比傳統(tǒng)砂型提高了 30% - 50%,同時強度仍能滿足大多數(shù)鑄件的生產要求。船舶零部件硅砂3D打印廠家