在復雜鑄件的研發(fā)過程中,產品設計往往需要經過多次優(yōu)化和驗證。傳統(tǒng)鑄造工藝由于模具制作周期長,每次設計變更都需要重新制作模具,導致產品研發(fā)周期漫長。以一款新型航空發(fā)動機渦輪葉片的研發(fā)為例,采用傳統(tǒng)鑄造工藝,從模具設計到制作完成,再到生產出件合格的鑄件,可能需要 6 - 8 個月的時間。如果在研發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)設計存在問題需要修改,重新制作模具又會耗費大量的時間和成本,嚴重影響產品的研發(fā)進度。3D 打印砂型技術的出現(xiàn),徹底改變了這一局面。在產品研發(fā)階段,設計人員可以快速將設計方案轉化為三維數(shù)字模型,并通過 3D 砂型打印機在短時間內打印出砂型進行鑄造。對于渦輪葉片等復雜鑄件,從設計定稿到打印出砂型并完成澆注,通常只需 1 - 2 周的時間。這種快速的樣品制作能力,使得設計人員能夠及時發(fā)現(xiàn)設計中的問題,并進行優(yōu)化和改進,縮短了產品的研發(fā)周期,加快了產品的上市速度。質量鑄就輝煌,信譽贏得未來——淄博山水科技有限公司。重慶泵閥零部件3D打印砂型
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。重慶3D砂型打印機以質量求生存,以信譽求發(fā)展——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)谋砻嫣幚恚绱蚰ァ伖獾龋瑏韮?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生的氣體較多,會進一步影響砂型的透氣性和鑄件質量。
3D 砂型打印技術實現(xiàn)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。鑄就信譽,質量為本,客戶至上——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。專業(yè)鑄就品牌,服務創(chuàng)造價值——淄博山水科技有限公司。遼寧3D打印砂型服務
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粘結劑的固化速度是影響 3D 砂型打印效率和成型質量的重要因素。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)定的結構。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、結構復雜的砂型時,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險。而固化速度過快也會帶來一系列問題。當粘結劑迅速固化時,噴頭噴出的粘結劑可能無法充分滲透到砂粒之間,導致粘結不牢固,砂型強度降低。此外,過快的固化速度還可能在砂型內部產生較大的內應力,在打印完成后,這些內應力會釋放,使砂型出現(xiàn)裂紋,影響成型質量。在實際生產中,為了控制粘結劑的固化速度,可以通過添加固化劑、調整環(huán)境溫度和濕度等方式來實現(xiàn)。例如,對于一些有機粘結劑,可以通過調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。重慶泵閥零部件3D打印砂型