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鑄件的生產要求。專業(yè)鑄就經典,品質贏得尊重——淄博山水科技有限公司。河北砂型3D打印價格
發(fā)氣量是指粘結劑在高溫下分解產生氣體的量。在金屬液澆注過程中,砂型會受到高溫作用,粘結劑會發(fā)生分解和氣化。如果粘結劑的發(fā)氣量過大,產生的大量氣體無法及時排出砂型,會在鑄件內部形成氣孔、氣縮孔等缺陷,嚴重影響鑄件的質量和性能。特別是對于一些對內部質量要求較高的鑄件,如航空航天領域的發(fā)動機部件、汽車發(fā)動機缸體等,粘結劑發(fā)氣量的控制尤為重要 。不同類型的粘結劑發(fā)氣量差異較大。一般來說,有機粘結劑的發(fā)氣量相對較高,而無機粘結劑的發(fā)氣量較低。為了降低粘結劑的發(fā)氣量,可以采取多種措施。一方面,可以選擇發(fā)氣量較低的粘結劑,如一些新型的低發(fā)氣有機粘結劑或無機粘結劑;另一方面,可以在粘結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,合理設計砂型的排氣系統(tǒng),增加砂型的透氣性,也有助于及時排出澆注過程中產生的氣體,減少鑄件氣孔缺陷的產生。廣西船舶零部件3D砂型數字化打印品質鑄就輝煌,服務贏得未來——淄博山水科技有限公司。
無機粘結劑如硅酸鈉(水玻璃),具有環(huán)保、成本低等優(yōu)點,其粘結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構不會完全堵塞砂粒間的孔隙,為氣體排出保留了通道。然而,水玻璃粘結劑的粘結強度相對較低,難以滿足一些對強度要求較高的鑄件生產需求。為了平衡透氣性和強度,可采用復合粘結劑,將有機粘結劑和無機粘結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,通過調整二者的比例,實現透氣性和強度的比較好平衡。
3D 打印砂型技術則打破了這一技術壁壘。通過計算機輔助設計(CAD)軟件構建渦輪葉片的三維數字模型后,3D 砂型打印機能夠依據模型信息,以逐層打印的方式,將粘結劑精確地噴射到砂床上,直接成型出帶有復雜冷卻通道的砂型。打印過程中,無需考慮模具的限制,能夠輕松實現冷卻通道的精細結構,包括微小孔徑、異形轉角以及復雜的空間布局等。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刻設計模型,確保冷卻通道的尺寸精度和表面質量,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,快速實現砂型從設計到成品的轉化——淄博山水科技有限公司。
3D 砂型打印技術實現了自動化生產,整個打印過程由計算機程序控制,只需要少量的操作人員進行設備監(jiān)控和維護即可。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,月產量為 500 噸鑄件。而引入 3D 砂型打印設備后,同樣的產量需 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致的廢品率,降低了廢品處理成本;同時,由于生產周期縮短,企業(yè)的資金周轉速度加快,資金占用成本也相應降低。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。用3D砂型打印,每一個砂型都是精度與質量的完美結合——淄博山水科技有限公司。寧夏硅砂3D打印廠家
無論工業(yè)還是藝術,3D砂型打印都能滿足需求——淄博山水科技有限公司。河北砂型3D打印價格
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,實現二者的平衡。實現 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,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。河北砂型3D打印價格