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1、砂型3D打印介绍
1.1. 工艺原理
▲首先从零件CAD模型得到铸型CAD模型,由铸型CAD模型的STL文件分层,得到截面图形,再以层面信息产生控制信息。造型时,让催化剂均匀的与原砂搅拌,喷头按照截面图形精确的喷射粘结剂,粘结剂与催化剂发生胶联反应,一层层固化型砂而堆积成形。粘接剂和催化剂共同作用的地方型砂被固化在一起,其他地方型砂仍为颗粒态。固化完一层后再粘接下一层,所有的层粘接完之后就得到一个空间实体。型砂在粘接剂没有喷射的地方仍是散砂,比较容易清除。清理出中间未固化的散砂就可以得到一个有一定壁厚的铸型,在砂型的表面涂敷或浸渍涂料之后就可用于浇注金属。
工艺原理图解
1.2. 工艺优点
1.2.1. 无需模具,直接得到坯型,坯型一次成形;
1.2.2. 可实现一体化造型,减少设计约束和机加工量,坯体尺寸精度易控制;
1.2.3. 型、芯同时成型,提高定位精度;
1.2.4. 无需拔模斜度,减轻坯体重量;
1.2.5. 可以制作任意形状的坯体,尤其是制作复杂以及含有自由曲面的坯体,而且精度高;
1.2.6. 可实现自动工作,劳动强度低,对工人技能水平要求低;
1.2.7. 速度快,制造和运行成本低;
1.2.8. 材料可再生回用。
打印机内部模块图示
1.1. 3D打印工艺系统流程
1.1.1. CAD三维设计(得出零件图)-转换STL图形格式(得出三角形网格CAD模型)-在TOP3DP软件进行排布-分层切片(得出打印层片);
1.1.2. 打印层片导入打印机后,进行逐层堆积成型;
1.1.3. 打印的砂子提前预混固化剂,每下降一层厚度,铺砂器铺一层砂子,喷头按图形喷出粘结剂;
1.1.4. 粘结剂与固化剂反应,自行把砂子进行固化;
1.1.5. 固化后的砂型通过清理得到铸造的型腔。
2. 设备性能指标和安装要求
2.1. 设备性能指标
项目 | 参数指标 | |
打印参数 | 最大成型尺寸mm | 430×375×300 |
打印速度s/层 | 30 | |
打印效率L/h | 9.7 | |
打印分辨率dpi | 300*400 or 400*400 | |
打印坯型精度 | ±0.3mm | |
成型层厚 | 0.2-1mm可调 | |
最薄成型尺寸 | 2.5mm(局部) | |
坯型冷抗拉强度 | 0.8-2.0MPa(与粉材有关) | |
喷头 | 喷头数量 | 1 |
喷孔规格 | 1024 | |
使用寿命 | 3000小时或质保一年 | |
喷头保湿 | 半自动 | |
供墨系统 | 供墨方式 | 自动 |
喷头清洁 | 半自动 | |
喷头压墨 | 自动 | |
墨路清洗 | 半自动 | |
扫描系统 | X/Y轴 | 重复定位精度≤0.03mm |
Z轴 | 重复定位精度≤0.03mm | |
供粉系统 | 供粉方式 | 储砂箱存料 |
混粉方式 | 人工定量称重,定量加注催化剂,半自动混粉 | |
铺粉系统 | 供粉方式 | 自动 |
铺粉方式 | 定量转移式精准铺粉 | |
平粉方式 | 滚筒+刮平 | |
余粉收集方式 | 收集斗 | |
环保系统 | 除尘、除味 | 预留负压式排气口 |
控制系统 | 分层软件 | 具备自动布局、可变层厚、自由切片、层片预览、任意分辨率切片技术、模型信息自动保持技术、终身免费使用,免费升级 |
打印管理软件 | 具备阵列式喷头集成控制、阵列式喷头负压智能控制、阵列式喷头多Pass打印技术、阵列式喷孔检测技术、墨量可调技术、控制系统智能预警技术、终身免费使用,免费升级 | |
运动控制 | BECKHOFF基于工业运动控制技术 | |
分层文件格式 | STL | |
打印文件格式 | TIF/PRT | |
操作系统 | 正版Windows10 | |
上位机 | 工控电脑 | |
下位机 | 喷头控制卡、打印控制板卡、运动控制卡 | |
粘结剂类型 | 呋喃树脂 | |
成型材料 | 硅砂、陶瓷砂、石英砂等 | |
设备运行可靠性能 | 满箱打印无报警故障 | |
功率 | 动力功率 | 约3.5KW |
设备外形尺寸 | 1750mm(L)×1600mm(W)×1700mm(H) | |
设备重量 | 主机 | 约1000 KG |
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