对于无机粘结剂，如硅酸钠，通常采用吹二氧化碳（CO₂）硬化或有机酯硬化等方式。吹 CO₂硬化速度快，但硬化过程中容易出现表面硬化而内部未完全硬化的现象，影响砂型整体强度，且可能导致砂型表面结构致密，透气性降低。有机酯硬化则相对缓慢，能够使粘结剂在砂型内部更均匀地固化，有利于提高砂型的整体强度和透气性。通过合理控制固化时间、温度、气体流量等固化工艺参数，能够优化砂型的性能，实现透气性和强度的平衡。例如，在吹 CO₂硬化过程中，控制 CO₂气体流量为 0.5 - 1m³/min，硬化时间为 30 - 60 秒，可在保证一定强度的同时，尽量减少对透气性的影响。专业铸就品质，服务创造价值——淄博山水科技有限公司。湖北泵阀零部件砂型3D打印
深入探究 3D 砂型打印技术相较于传统砂型铸造的优势，不仅有助于我们更清晰地认识这一新兴技术的价值与潜力，更为铸造企业在技术选型、生产决策以及未来发展战略规划等方面提供有力的参考依据，从而助力企业在激烈的市场竞争中把握先机，实现可持续发展。传统砂型铸造，是一种历史悠久且应用的金属成型工艺。其基本原理是先制作与铸件形状相匹配的模具，通常模具由木质、金属或其他材料制成。随后，将型砂与粘结剂混合制成型砂混合料，把混合料填充到模具型腔中，通过紧实操作使型砂在模具内形成具有一定强度和形状的砂型。待砂型硬化后，取出模具，便得到可供浇注金属液的铸型。金属液在重力或其他外力作用下，注入铸型型腔，冷却凝固后形成与型腔形状一致的铸件。福建铸造3D砂型打印3D砂型打印，激发铸造行业创新活力，开创发展新局面——淄博山水科技有限公司。
发气量是指粘结剂在高温下分解产生气体的量。在金属液浇注过程中，砂型会受到高温作用，粘结剂会发生分解和气化。如果粘结剂的发气量过大，产生的大量气体无法及时排出砂型，会在铸件内部形成气孔、气缩孔等缺陷，严重影响铸件的质量和性能。特别是对于一些对内部质量要求较高的铸件，如航空航天领域的发动机部件、汽车发动机缸体等，粘结剂发气量的控制尤为重要 。不同类型的粘结剂发气量差异较大。一般来说，有机粘结剂的发气量相对较高，而无机粘结剂的发气量较低。为了降低粘结剂的发气量，可以采取多种措施。一方面，可以选择发气量较低的粘结剂，如一些新型的低发气有机粘结剂或无机粘结剂；另一方面，可以在粘结剂中添加一些能够降低发气量的添加剂，如消泡剂、除气剂等。此外，合理设计砂型的排气系统，增加砂型的透气性，也有助于及时排出浇注过程中产生的气体，减少铸件气孔缺陷的产生。
根据砂型不同部位在浇注过程中的受力情况和气体排出需求，设计孔隙率不同的结构。在砂型的顶部和侧面等气体排出关键部位，增加孔隙率，提高透气性；在砂型的底部和支撑部位，适当降低孔隙率，保证强度。通过这种梯度孔隙结构设计，能够使砂型在不同部位发挥比较好性能，实现透气性和强度的局部优化与整体平衡。在 3D 打印砂型中设置合理的加强结构，是提高砂型强度而不影响透气性的有效方法。加强筋是一种常见的加强结构，在砂型的薄壁部位、悬空部位或受力较大的部位设置加强筋，可以增强砂型的局部强度，防止砂型在打印、搬运和浇注过程中发生变形或损坏。加强筋的形状、尺寸和布置方式会影响砂型的透气性和强度。例如，采用细长的三角形加强筋，相较于粗大的矩形加强筋，在增加强度的同时，对砂型透气性的影响较小。因为细长的三角形加强筋占据的空间较小，不会过多堵塞砂粒间的孔隙，且其独特的几何形状能够有效分散应力，提高砂型强度。3D砂型打印，环保节能，让砂型制造与环境和谐共生——淄博山水科技有限公司。
传统砂型铸造过程中，由于模具制作、砂型修整以及铸件清理等环节会产生大量的废弃型砂和边角料，这些废弃物不仅占用大量的堆放空间，还难以有效回收利用，造成了严重的资源浪费。而且，在型砂的生产过程中，需要消耗大量的天然砂资源，对环境造成了一定的破坏。3D 砂型打印技术采用按需打印的方式，能够精确控制材料的使用量，减少了材料浪费。同时，打印过程中未被粘结的砂料可以通过回收设备进行回收和筛分处理，重新用于后续的打印生产，实现了砂料的循环利用。据统计，3D 砂型打印技术的砂料回收率可以达到 90% 以上，有效节约了资源。此外，随着 3D 打印技术的不断发展，一些新型环保材料也逐渐应用于砂型打印领域，这些材料在满足铸造工艺要求的同时，具有更低的环境影响，进一步推动了铸造行业的可持续发展。3D砂型打印，节能又环保，让砂型制造更可持续——淄博山水科技有限公司。福建铸造3D砂型打印
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除了加强筋，还可以在砂型内部设计支撑结构。对于具有复杂内部结构或悬空结构的砂型，支撑结构能够在打印过程中为这些部位提供临时支撑，保证打印的顺利进行，同时在浇注过程中也能增强砂型的整体强度。在设计支撑结构时，要考虑其对透气性的影响，尽量采用镂空、网格状的支撑结构，减少对气体流动的阻碍。通过合理布置加强结构，在不过多透气性的前提下，显著提高砂型的强度，实现二者的平衡。实现 3D 打印砂型透气性和强度的平衡是一个复杂的系统工程，需要从材料选择、工艺参数优化、结构设计创新等多个方面综合考虑。通过合理选择砂粒和粘结剂，精细调控打印和固化工艺参数，创新设计砂型的孔隙结构和加强结构，能够在不同铸件生产需求下，找到透气性和强度的比较好平衡点，提高铸件质量，推动 3D 打印砂型技术在铸造领域的进一步发展和应用。随着材料科学、制造工艺和计算机技术的不断进步，未来还将有更多新的方法和技术应用于 3D 打印砂型透气性和强度的平衡研究中，为铸造行业带来新的突破和发展机遇。湖北泵阀零部件砂型3D打印
