近年來，3D打印技術(shù)發(fā)展迅速，因其具有簡化鑄造流程、縮短制造周期、提高鑄件質(zhì)量等優(yōu)勢，已經(jīng)在鑄造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。與此同時，推動了其材料鑄造用砂產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
以往，我國鑄造3D打印砂主要以硅砂為主，但隨著鑄件質(zhì)量要求日益提高，對環(huán)保生產(chǎn)逐漸嚴(yán)格的當(dāng)下，硅砂的缺點(diǎn)日益顯現(xiàn)，不僅在使用過程中易破碎，生產(chǎn)高精密鑄件還存在嚴(yán)重的粘砂問題，影響鑄件的整體品質(zhì)。而CC燒結(jié)陶粒砂作為綠色環(huán)保的鑄造材料，具有耐火度高、熱膨脹率低、回收率高的特點(diǎn)，被認(rèn)為是替代鑄造硅砂的理想材料。
CC砂3D打印工藝的開發(fā)應(yīng)用
試驗(yàn)準(zhǔn)備
粘結(jié)劑：3D打印機(jī)專用呋喃樹脂和磺酸固化劑
設(shè)備：鑄造3D打印機(jī)、砂強(qiáng)度機(jī)、罐式球磨機(jī)、震擺式篩砂機(jī)
試驗(yàn)過程
1.分別用硅砂、CC砂打印尺寸為40mm×40mm的抗壓試塊，用智能型砂強(qiáng)度機(jī)和電子天平測量試塊強(qiáng)度和質(zhì)量，以試塊密度與砂子堆積密度的比值作為砂芯的緊實(shí)度；
2. 用鑄造3D打印機(jī)打印柴油機(jī)缸蓋、MTS床身、MA600H床身鑄件砂型（芯），表面流涂厚度為0.5mm；
表1-鑄件名稱及質(zhì)量
3.將鑄件清砂后的砂子分別取樣500g，以100g為1個樣品，用直徑20mm的鋼球和罐式球磨機(jī)，以300r/min的轉(zhuǎn)速對其機(jī)械研磨1h，模擬機(jī)械再生過程，用震擺式篩砂機(jī)檢測再生后砂子的粒度分布，以50目＋70目＋100目砂子殘余質(zhì)量計(jì)算砂子的再生率。
試驗(yàn)結(jié)果
表2-打印參數(shù)及結(jié)果
從數(shù)據(jù)看：采用3D打印機(jī)同參數(shù)打印的砂芯，CC砂砂芯的抗壓強(qiáng)度比硅砂砂芯高出18%，緊實(shí)度也高于硅砂。
使用CC砂砂芯澆注的柴油機(jī)缸蓋鑄件無粘砂和脈紋缺陷，合格率高于硅砂鑄件；
對于較大的機(jī)床鑄件，硅砂砂型（芯）生產(chǎn)的鑄件存在化學(xué)粘砂，后期難以清理，鑄件有較多的脈紋缺陷；而CC砂砂型（芯）生產(chǎn)的鑄件雖存在機(jī)械粘砂，但清理較為容易，且因膨脹系數(shù)低，鑄件內(nèi)腔不易產(chǎn)生脈紋缺陷。
表3-砂子再生率實(shí)驗(yàn)結(jié)果
從數(shù)據(jù)看：CC砂再生率為99.25%，硅砂再生率為94.36%，主要由于CC砂粒形圓整、角形系數(shù)小，在研磨過程中不易破碎，因此再生利用率存在明顯優(yōu)勢。
（以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)由共享智能鑄造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心有限公司提供，文章編號：1003－8345（2019）04－0046－03；該公司3D打印鑄造選用CC燒結(jié)陶粒砂。）
總結(jié)
3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)鑄造工藝相結(jié)合，有助于推動鑄造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級，我們中昂新材也將不斷創(chuàng)新、不斷進(jìn)行產(chǎn)品優(yōu)化升級，為國內(nèi)鑄造砂型3D打印技術(shù)發(fā)展助力，為廣大客戶提供優(yōu)質(zhì)的鑄造用砂！
