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传统的 3D 打印砂型孔隙结构较为随机，难以在透气性和强度之间实现理想的平衡。通过对砂型孔隙结构进行优化设计，可以有效改善这一状况。仿生学设计为孔隙结构优化提供了新的思路，模仿自然界中具有高效气体传输和结构稳定特性的生物结构，如蜂窝结构、海绵结构等，设计砂型的孔隙结构。蜂窝状孔隙结构具有较高的结构稳定性，能够在保证一定强度的前提下，提供良好的气体通道，提高透气性。在打印砂型时，可通过编程控制打印路径，在砂型内部构建规则的蜂窝状孔隙结构。经实验验证，采用蜂窝状孔隙结构的砂型，其透气性比传统砂型提高了 30% - 50%，同时强度仍能满足大多数铸件的生产要求。相比传统，3D砂型打印是砂型制造领域的革新突破——淄博山水科技有限公司。铸造3D砂型打印机
在汽车制造领域，随着新能源汽车的快速发展，对电池托盘、电机壳体等零部件的结构设计也提出了更高的要求。为了提高电池的安全性和能量密度，电池托盘需要具备复杂的结构，以实现更好的散热和防护功能。传统砂型铸造在制造此类复杂结构的电池托盘砂型时，由于受到模具制造技术的限制，往往无法满足设计要求。而 3D 砂型打印技术可以根据电池托盘的三维设计模型，直接打印出具有复杂散热筋、异形安装孔等结构的砂型，不仅能够实现产品的轻量化设计，还能提高产品的性能和生产效率。青海喷墨3D打印砂型品质铸就辉煌，服务创造价值——淄博山水科技有限公司。
砂粒的表面粗糙度也会影响砂型的性能。表面粗糙的砂粒比表面积大，能够为粘结剂提供更多的附着点，增强粘结效果，提高砂型强度。但粗糙的表面会使砂粒之间的孔隙更加不规则，在一定程度上阻碍气体的流动，降低透气性。所以，在选择砂粒时，要在表面粗糙度与透气性、强度之间寻求平衡，可通过对砂粒进行适当的表面处理，如打磨、抛光等，来优化砂型的性能。粘结剂是连接砂粒、赋予砂型强度的关键材料，其种类、用量和特性对砂型透气性和强度的平衡起着决定性作用。不同类型的粘结剂在粘结机理和性能上存在差异。有机粘结剂如环氧树脂、酚醛树脂等，粘结强度较高，能够在砂粒之间形成牢固的粘结桥，有效提高砂型强度。但这类粘结剂在固化过程中会填充砂粒之间的部分孔隙，导致砂型透气性下降。而且，部分有机粘结剂在高温下分解产生的气体较多，会进一步影响砂型的透气性和铸件质量。
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。3D砂型打印，以创新之力驱动砂型工艺的升级换代——淄博山水科技有限公司。
粘结剂的用量也至关重要。增加粘结剂用量通常会提高砂型强度，因为更多的粘结剂能够形成更多、更牢固的粘结桥。但过量的粘结剂会填充砂粒之间的孔隙，严重降低透气性。因此，需要通过实验和生产实践，确定不同铸件、不同砂粒条件下粘结剂的比较好用量，在保证砂型强度满足生产要求的前提下，尽量减少对透气性的影响。在 3D 打印砂型过程中，打印参数对砂型的透气性和强度有着直接影响。打印层厚是一个关键参数，较薄的打印层能够使砂型的结构更加精细，有助于提高砂型的表面质量和尺寸精度，同时也有利于气体在砂型内部的流动，提高透气性。专业铸就品质，质量创造价值——淄博山水科技有限公司。重庆3D砂型数字化打印
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喷头运动速度和喷射压力也会影响砂型的性能。喷头运动速度过快，粘结剂在砂床上的铺展和渗透不充分，会导致砂粒粘结不牢固，砂型强度降低；而速度过慢，会延长打印时间，且可能使粘结剂过度堆积，堵塞砂粒间的孔隙，降低透气性。喷射压力过大，会使粘结剂喷射过于集中，造成局部粘结剂过多，影响透气性；压力过小，则粘结剂无法有效渗透到砂粒之间，砂型强度不足。所以，要根据粘结剂的粘度、砂粒特性等因素，精确调整喷头运动速度和喷射压力，以实现透气性和强度的平衡。铸造3D砂型打印机
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