砂粒的形狀也不容忽視。圓形砂粒在堆積時排列較為緊密,孔隙率相對較低,透氣性較差,但圓形砂粒之間的摩擦力小,更容易在粘結(jié)劑作用下相互粘結(jié),有助于提高砂型強度;而多角形砂粒堆積時孔隙率較大,透氣性較好,但由于其棱角較多,在粘結(jié)過程中,粘結(jié)劑難以均勻包裹砂粒,會影響粘結(jié)效果,進而降低砂型強度。因此,在實際生產(chǎn)中,需要根據(jù)鑄件對透氣性和強度的具體要求,綜合考慮砂粒的粒度和形狀。對于對透氣性要求較高的鑄件,如一些薄壁且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鋁合金鑄件,可優(yōu)先選擇粒度較粗、形狀為多角形的砂粒;對于對強度要求較高的鑄件,如大型鑄鋼件,則可選用粒度適中、形狀接近圓形的砂粒。專業(yè)鑄就輝煌,品質(zhì)創(chuàng)造價值——淄博山水科技有限公司。湖南3D打印砂型機
過薄的打印層會增加打印時間和成本,并且在粘結(jié)劑用量相同的情況下,由于每層砂粒之間的粘結(jié)面積相對較小,可能導(dǎo)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(chǎn)效率,同時在一定程度上增加砂粒之間的粘結(jié)面積,有利于提度,但過厚的打印層會使砂型結(jié)構(gòu)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(fù)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(jié)構(gòu)復(fù)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(dāng)增加打印層厚至 0.4 - 0.5mm。遼寧船舶零部件3D打印砂型以質(zhì)取勝,用心服務(wù)——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(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?,如打磨、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。
在傳統(tǒng)砂型鑄造過程中,制作模具是極為關(guān)鍵且耗時費力的環(huán)節(jié)。對于簡單形狀的鑄件,模具制作相對容易;但當(dāng)鑄件形狀復(fù)雜,尤其是具有內(nèi)部空腔、異形曲面、薄壁結(jié)構(gòu)或精細細節(jié)時,模具制造的難度呈幾何倍數(shù)增長。例如,對于帶有復(fù)雜內(nèi)部冷卻通道的航空發(fā)動機葉片,傳統(tǒng)方法需要通過多個型芯組合來構(gòu)建內(nèi)部結(jié)構(gòu),這不僅要求極高的模具加工精度,而且在型芯裝配過程中極易出現(xiàn)偏差,導(dǎo)致鑄件內(nèi)部質(zhì)量難以保證。同時,模具制作過程涉及到機械加工、鉗工修整等多個工序,需要大量的人力投入和較長的制作周期,這無疑增加了生產(chǎn)成本。3D砂型打印,在機械制造、藝術(shù)鑄造等領(lǐng)域大放異彩——淄博山水科技有限公司。
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(yán)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。專業(yè)鑄就品質(zhì),誠信贏得未來——淄博山水科技有限公司。天津3D打印砂型機
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在復(fù)雜鑄件的研發(fā)過程中,產(chǎn)品設(shè)計往往需要經(jīng)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(shè)計變更都需要重新制作模具,導(dǎo)致產(chǎn)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(shè)計到制作完成,再到生產(chǎn)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(shè)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(yán)重影響產(chǎn)品的研發(fā)進度。3D 打印砂型技術(shù)的出現(xiàn),徹底改變了這一局面。在產(chǎn)品研發(fā)階段,設(shè)計人員可以快速將設(shè)計方案轉(zhuǎn)化為三維數(shù)字模型,并通過 3D 砂型打印機在短時間內(nèi)打印出砂型進行鑄造。對于渦輪葉片等復(fù)雜鑄件,從設(shè)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(shè)計人員能夠及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的問題,并進行優(yōu)化和改進,縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期,加快了產(chǎn)品的上市速度。湖南3D打印砂型機