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通过砂型3D打印实现数字化铸造


发布时间: 2020-09-16 16:17:24.000

来源: 原创

3D打印砂型模具的出现,使得铸造业的数字化特征更加明显。通过3D打印的砂模与仿真模拟软件,X射线无损检测技术相结合,可以实现以数字化工作流程铸造零件。

在铸造生产工艺中,铸型芯的3D打印技术是一种全新的数字化快速型芯制造工艺。无需制造模具,仅使用精密成形设备和计算机软件控制,就可实现增材成形,可制造出复杂、精确的砂型芯,尤其是铸造模具难以成形的复杂砂型芯,可实现复杂砂型芯的一体成形,大大提高了铸造毛坯的尺寸精度,缩短了新产品的开发流程和生产周期,同时也实现了传统铸造行业的数字化、信息化转型升级。 

目前3D打印砂芯的主要制造工艺有两种,分别应用了3DP和SLS的技术原理。

1,喷墨砂型打印工艺。这种工艺在形式和原理上都属于3DP技术,系统先在工作台上铺一层粉体(粉体为预混固化剂的砂粒),喷墨打印头根据CAD 数据生成的截面形状在粉床上喷出粘接剂,打印出一个截面;工作缸下降一个层厚(砂型层厚0.2 ~ 0.4 mm),然后再铺一层粉体。系统不断重复上述步骤,直到完成所有截面的打印;最后固化的砂型从工作缸中取出,去除未固化的多余粉末,得到最终所需的砂芯。

所用的粘接剂是适用于3D打印配方的呋喃树脂自硬粘结剂,这种粘结剂采用磺酸(通常是对甲苯磺酸)固化。只要粘结剂接触了这种固化剂,就以和普通铸造车间呋喃自硬树脂砂同样的方式固化。

 

喷墨打印砂型的粉体有石英砂(原砂或人造砂)、宝珠砂、锆砂等。

2,选择性激光烧结覆膜砂芯成形工艺,原理上属于SLS。粉末材料的固化(烧结)借用了普通的覆膜砂制芯技术原理,选用覆膜砂等材料作为烧结材料,通过激光加热酚醛树脂使其受热产生软化和固化,而使覆膜砂粘结形成砂芯。

喷墨砂型打印工艺相比选择性激光烧结覆膜砂芯成形工艺起步较晚,但由于其较快的制造速度及较优异的砂型性能,近年来应用范围越来越广泛。

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