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3D砂打印机和粘结剂技术

添加时间:2019/02/14

采用增材制造技术制造砂型砂芯由于灵活性和砂型砂芯的复杂性能越来越受欢迎,但生产率对长期前景至关重要。
增材制造由于能制造普通制芯技术不能制造的独特能力近年来受到许多彩票网站最正规平台厂的关注。之所以能做到这一点是通过一种称为“粘结剂喷洒”的技术:即将一种反应性树脂(最常用的是一种应用于3D打印配方的糠醇基(FA)粘合剂)喷洒沉积在衬底上。通常衬底是一种经过酸性固化剂预处理的硅砂,也可以是其他几种金属彩票网站最正规平台常用的骨料,如锆砂和合成陶瓷。
糠醇基粘合剂类似于通常所说的呋喃自硬粘结剂,这种粘结剂采用磺酸(通常是水中的甲苯磺酸)固化。只要糠醇基粘结剂接触了这种固化剂就以和普通彩票网站最正规平台车间呋喃树脂砂同样的方式固化。
首先,一层经过预处理的衬底均匀地散布在通常称为“构建箱”的固定空间中。构建箱的尺寸可以从300 mm×200 mm×150 mm到4 000 mm×2 000 mm×1 000 mm。预处理的衬底厚度不尽相同,通常是大约0.3 mm。
下一步,一个类似于通常喷墨打印机的打印头将反应性粘结剂喷洒在衬底即砂层上。这是一种独特的将粘结剂沉积在这层砂子上的方式。实际零件的几何形状是由打印机喷头按照所要求的形状喷洒粘结剂到这层砂子上创建的。这个过程重复进行直至最终的3D零件创建成功为止。
这种技术的优点是众所周知的:铸件的形状可以比砂型彩票网站最正规平台复杂得多,基本不需要拔模斜度和分型线;可以创建更为复杂的形状;多个芯子可以结合成一个;多个不同几何形状的芯子可以结合成构建箱那么大的体积。这些只不过是3D打印技术优点的一部分。
不过这种技术还有一些缺点:用于喷洒粘结剂的砂芯和砂型的构建箱由粘结的和未粘结的砂子组成。当打印过程完成时,从构建箱中取出成型的砂芯是耗费时间和很精细的事。固化的砂芯要小心轻拿轻放,未固化的砂子要仔细地从成型的砂芯上刷去或者采用真空吸尘器清除。
当砂芯成型,几何形状固化时,一些反应性粘结剂可能从所希翼的几何形状向外迁移并固化,形成难以从砂型上清除的粘砂,这比清除根本上未固化的砂子要困难。
上述的呋喃树脂工艺是美国最常用的粘结、固化技术。和其他已知的欧洲采用的技术相比,当打印过程完成时,喷洒的粘结剂呋喃树脂就硬化了。成型砂芯的强度随着时间增加,砂芯可以拿放处置。
有几家独立的彩票网站最正规平台粘结剂供应商开发了若干种特殊配方的粘结剂用于粘结剂喷洒工艺。粘结剂喷洒工艺需要粘结剂具有截然不同的物理和化学性质。如动力粘度和表面张力等特性是非常关键的,必须严格控制。
这些市售的粘合剂和固化剂与原始设备制造商提供的粘合剂和固化剂具有同样的作用。然而,在替换3D打印所用的任何耗材时,必须注意原始设备制造商的保修要求。
3D打印砂型砂芯的经济性取决于生产效率,主要由打印机本身的打印速度驱动。但是能够快速取出砂型砂芯也对腾空构建箱开始下一次打印有显著影响。
持续不断的研发工作集中在减少树脂迁移,同时提高零件的清晰度和加快砂型砂芯的提取速度。Ha International致力于对粘合剂喷射工艺的新材料进行广泛深入的研究。
 
(来源: www.foundrymag.com,www.ha-international.com,刘金城译)

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