喷墨砂型3D打印技术
喷墨砂型3D打印技术
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安徽工程大学增材制造研究院与隆源公司合作,采用喷墨砂型3D打印技术,已成功研制出四缸发动机铸铁缸体,如图7所示。通过此技术,所制造的发动机缸体形状尺寸精准,缸体材料的组织稳定,力学性能优良。

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7喷墨砂型3D打印技术用于铸造四缸发动机铸铁缸体

喷墨砂型3D 打印技术可以直接打印出铸造所需的砂型和砂芯,无需传统的木模或芯盒等工装模具。与目前市场上已有的覆膜砂激光粉末烧结工艺(SLS)相比,喷墨砂型3D 打印技术选用的粉体采用预混固化剂的铸造型砂,喷墨液体材料采用呋喃树脂,和传统树脂砂铸造工艺完全兼容,尤其适合球铁、蠕铁、铸钢等高熔点金属的铸造。覆膜砂激光粉末烧结工艺采用酚醛树脂覆膜砂。喷墨砂型3D 打印的速度快,产能高,成本低。采用宽幅打印头(幅宽65mm以上),效率是覆膜砂激光粉末烧结工艺的10倍以上,适合大型砂铸铸型的打印。所打印出的砂型初始强度高,为最终强度的80%,这使得水套等复杂薄壁砂芯破壳后处理更容易。而覆膜砂激光烧结工艺得到的砂型毛坯初始强度低,后固化处理需要特别支撑来防止变形。

由于所用砂型的树脂含量和传统呋喃树脂砂工艺相同,约为1.6 %~1.8 %,发气量远少于树脂含量约为3 %的覆膜砂激光烧结工艺,适合需要严格控制发气量的复杂砂芯制造。同时,砂型的透气性好。在覆膜砂激光烧结工艺中,由于采用激光加热覆膜砂表面的酚醛树脂使之相互粘接,基于激光烧结工艺的限制,70目以下的砂料激光烧结非常困难,因而其砂芯透气性较差。与此不同的是,喷墨砂型 3D 打印技术采用的呋喃树脂喷墨打印,可轻松使用70目以下的砂料,使用较细的砂料会大大提高砂芯透气性。此外,由于喷墨砂型 3D 打印技术所用粘接剂含量少,和覆膜砂激光烧结工艺相比,砂芯的去除更为容易,因此溃散性好。


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