分层实体制造工艺将片材(如纸张、塑料薄膜等)通过热压或粘结剂粘结的方式逐层堆叠,然后利用激光或刀具按照模型切片轮廓进行切割,去除多余部分,从而形成每一层的砂型形状,层层叠加终构建出三维砂型。在 3D 砂型打印中,可将砂粒与片材复合,通过上述方式制作砂型。例如,先将一层带有砂粒的片材铺设在打印平台上,通过热压或粘结剂使其与下层片材粘结,然后利用激光按照模型的二维轮廓进行切割,去除不需要的部分,形成该层砂型的形状。重复这一过程,直至完成整个砂型的制作。设备与材料:设备主要包括片材供送系统、热压或粘结装置、切割装置(如激光切割机或刀具)以及控制系统。片材供送系统确保片材准确地铺设在打印平台上,热压或粘结装置使片材之间牢固结合。材料方面,片材需要具有一定的强度和柔韧性,同时要能与砂粒良好结合。常见的片材有纸基材料、塑料基材料等,可根据砂型的具体要求选择合适的片材和砂粒组合。专业铸就品质,服务赢得人心——淄博山水科技有限公司。吉林3D砂型数字化打印中心
混合均匀性:在 3D 砂型打印过程中,需要将砂粒与粘结剂或其他添加剂充分混合,以确保材料的均匀性。在熔融沉积成型工艺中,将砂粒与热熔性材料混合制成复合丝材时,如果混合不均匀,丝材在喷头内加热熔融时,会出现局部材料成分差异,导致挤出的材料性能不一致。在打印砂型时,这种不均匀性会使砂型在不同部位的强度、收缩率等性能出现差异,进而影响砂型精度。例如,在复合丝材中,若部分区域砂粒含量过高,该区域打印出的砂型强度可能会过高,但收缩率也会增大,导致砂型出现局部变形。河北大型硅砂3D打印以质量求生存,以创新求发展——淄博山水科技有限公司。
热熔性材料与砂粒复合,材料的熔融温度、流动性和冷却收缩特性是关键。例如,聚乙烯等热熔性材料在不同温度下的流动性不同,会影响喷头挤出的均匀性和砂型的表面质量。材料冷却后的收缩率也会影响砂型的尺寸精度,需要通过合理的工艺参数和材料配方来控制。分层实体制造:片材与砂粒复合,片材的强度、柔韧性和粘结性能影响砂型质量。纸基片材成本较低,但强度相对有限;塑料基片材强度较高,但可能在高温铸造环境下存在变形风险。片材之间的粘结剂性能也对砂型的整体强度和稳定性有重要影响。
设备方面,主要由打印平台、铺砂装置、喷头系统以及控制系统等组成。铺砂装置负责将砂粒均匀铺设在打印平台上,喷头系统精确喷射粘结剂。材料上,砂粒通常选用硅砂、铬铁矿砂等具有良好耐火性和溃散性的材料,以满足铸造过程中的高温要求。粘结剂则有树脂类(如呋喃树脂、酚醛树脂)和无机类(如硅酸钠、磷酸二氢铝)之分,树脂类粘结剂粘结强度高、硬化速度快,无机类粘结剂环保性能好且耐火性佳。该工艺适用于各类复杂砂型的制作,尤其在汽车发动机缸体、航空航天零部件等对砂型结构复杂性和尺寸精度要求较高的铸造领域应用。例如,汽车发动机缸体内部有复杂的水道和油道结构,通过粘结剂喷射成型工艺能够精细制造出相应的砂芯和砂型,确保铸件内部结构的准确性,提高发动机的性能和可靠性。 3D砂型打印,以创新之力驱动砂型工艺的升级换代——淄博山水科技有限公司。
对设备运动稳定性的影响:打印速度还会对设备的运动稳定性产生影响。在高速打印时,设备的运动部件,如喷头、打印平台等,需要承受较大的惯性力。如果设备的运动系统刚性不足或控制精度不够,在高速运动过程中可能会出现抖动或位移偏差,从而影响砂型的精度。例如,在打印一个大型砂型时,如果打印速度过快,打印平台在快速升降过程中可能会出现晃动,导致每层砂型在垂直方向上的位置不准确,终影响砂型的整体精度。材料固化温度:在光固化成型工艺中,温度对光敏树脂的固化过程有着重要影响。合适的固化温度能够使树脂充分固化,形成稳定的砂型结构。如果固化温度过低,树脂固化不完全,砂型的强度和精度都会受到影响,可能出现砂型局部发软、变形等问题。例如,当固化温度低于树脂的佳固化温度10℃时,砂型在脱模后可能会出现明显的变形,尺寸精度严重下降。相反,固化温度过高,树脂可能会发生过度固化,导致砂型收缩率增大,出现开裂等缺陷。在实际打印过程中,需要精确控制固化温度,一般通过设备的温度控制系统将温度波动控制在±2℃以内,以保证砂型的精度和质量。 选择3D砂型打印,优化成本,让砂型制造更具效益——淄博山水科技有限公司。辽宁硅砂3D打印机
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粘结剂喷射成型:打印速度较快,因为其主要操作是铺砂和粘结剂喷射,无需复杂的材料状态转变过程。在打印大型砂型时,能够快速完成逐层堆积,提高生产效率。例如,打印一个大型汽车发动机缸体砂型,粘结剂喷射成型工艺可能只需数小时即可完成。光固化成型:打印速度相对较慢,因为光固化过程需要对每一层进行精确的光照固化,且树脂的固化速度有限。在打印较大尺寸砂型时,由于需要固化的树脂量较多,打印时间会明显增加。例如,打印一个尺寸较大的航空发动机叶片砂型,光固化成型工艺可能需要十几小时甚至更长时间。吉林3D砂型数字化打印中心