傳統(tǒng)砂型鑄造工藝在模具制造、砂型烘干、金屬熔煉和澆注等環(huán)節(jié)都需要消耗大量的能源,同時會產(chǎn)生大量的廢氣、廢渣和粉塵等污染物,對環(huán)境造成嚴重的污染。例如,在金屬熔煉過程中,需要使用大量的煤炭、天然氣等化石能源,燃燒過程中會排放出二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等有害氣體,對大氣環(huán)境造成污染。相比之下,3D 砂型打印技術在能源消耗方面具有明顯優(yōu)勢。3D 砂型打印機主要消耗電能,且打印過程中的能源消耗相對較低。同時,由于 3D 砂型打印無需進行大規(guī)模的模具制造和砂型烘干等環(huán)節(jié),減少了這些環(huán)節(jié)的能源消耗。在污染物排放方面,3D 砂型打印過程中不產(chǎn)生廢氣和廢渣,粉塵排放也相對較少,對環(huán)境的影響較小。因此,3D 砂型打印技術作為一種綠色制造技術,符合當前社會對環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的要求,具有廣闊的應用前景。3D砂型打印,個性化定制砂型,讓您的鑄造與眾不同——淄博山水科技有限公司。天津鑄造3D砂型打印
呋喃類粘結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,形成堅硬的粘結膜。呋喃類粘結劑粘結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(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,水玻璃粘結劑得到了廣泛應用。北京船舶零部件硅砂3D打印專業(yè)鑄就品質(zhì)保障,信譽贏得市場青睞——淄博山水科技有限公司。
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,能夠為粘結劑提供更多的附著點,增強粘結效果,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?shù)谋砻嫣幚?,如打磨、拋光等,來?yōu)化砂型的性能。粘結劑是連接砂粒、賦予砂型強度的關鍵材料,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。不同類型的粘結劑在粘結機理和性能上存在差異。有機粘結劑如環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等,粘結強度較高,能夠在砂粒之間形成牢固的粘結橋,有效提高砂型強度。但這類粘結劑在固化過程中會填充砂粒之間的部分孔隙,導致砂型透氣性下降。而且,部分有機粘結劑在高溫下分解產(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。
在現(xiàn)代制造業(yè)中,許多產(chǎn)品對零部件的結構復雜性提出了極高的要求。以航空航天領域為例,航空發(fā)動機作為飛機的部件,其性能的優(yōu)劣直接決定了飛機的飛行性能和安全性。為了提高發(fā)動機的熱效率和推力重量比,發(fā)動機葉片的設計越來越復雜,內(nèi)部通常采用精細的冷卻通道結構,以確保在高溫環(huán)境下葉片能夠正常工作。傳統(tǒng)砂型鑄造工藝在制造這類帶有復雜內(nèi)部冷卻通道的葉片砂型時,面臨著巨大的挑戰(zhàn)。由于冷卻通道形狀復雜且相互交錯,難以通過常規(guī)的模具制造方法實現(xiàn),往往需要采用多個型芯組合的方式來構建內(nèi)部結構。這不僅增加了模具制造的難度和成本,而且在型芯裝配過程中容易出現(xiàn)偏差,導致冷卻通道的尺寸精度和表面質(zhì)量難以保證,進而影響發(fā)動機葉片的性能和可靠性。3D砂型打印,是鑄造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重要引擎——淄博山水科技有限公司。
除了加強筋,還可以在砂型內(nèi)部設計支撐結構。對于具有復雜內(nèi)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(diào)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(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。3D砂型打印,減少傳統(tǒng)砂型制作污染,守護環(huán)境——淄博山水科技有限公司。北京船舶零部件3D砂型打印
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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,在粘結劑作用下形成的粘結橋數(shù)量相對較少,這會導致砂型的強度降低。天津鑄造3D砂型打印