⑴ 你好我也是搞铸造的我想问你个问题我们单位是铸铝的。铸件内芯是树脂砂(树脂 固化剂 100目的原砂)
砂子太细了
固化剂加多了
⑵ 3D打印领域的过往技术与发展方向
3D打印技术——改变世界格局的源动力
随着人类文明的发展以及文化、艺术、生产工具及技术的进步,社会经济不断向前发展。在几千年的历史长河中,中国以其卓越的文明遥遥领先于世界各国,特别是经济实力尤为突出。从英国人安格斯·麦迪森所著《世纪经济千年史》中我们可以看到,中国经济总量占世界经济的比重,公元1000年为22.7%,公元1500年为25%,公元1600年为29.2%,东方文明领先于西方世界。
然而这一格局在17世纪以后发生了根本性的变化。随着资本主义制度在英国的确立,蒸汽机开始应用于生产领域,机器生产代替手工生产,整个世界从“手工业时代”跨入“蒸汽时代”,第一次工业革命拉开大幕,极大地推动了欧洲各国的经济发展。由于生产方式的改变,生产能力得到大幅提高,国内市场无法及时消化日益增长的商品生产需求,于是英、法、德、意、荷等资本主义国家纷纷向亚、非等其他各洲拓展殖民地,寻找新的市场与原料供应地。以英、法、德、意、荷为代表的欧洲文明已经赶超亚洲,从而形成东方从属于西方的局面,可谓制造改变世界格局。最具实质性的变化发生在第二次工业革命到20世纪中叶期间。1870年以后,由于电力的广泛应用,世界由“蒸汽时代”迈向“电气时代”,科学技术的发展突飞猛进,各种新技术、新发明层出不穷,并被迅速应用于工业生产,大大促进了世界经济的发展。特别是美国的崛起,足以说明制造业对一个国家的发展有着重要的作用。18世纪末,独立后的美国开始仿效英国走工业化现代化之路。美国意识到,只有致力于制造业的发展,才能跻身于世界大国的行列。19世纪上半叶, 美国最主要的发展便是创立新的工厂体制。比如,它将原有的分散制作过程加以合并,实行新的分工,而后将制造某种商品的所有工序集中在一个工厂,置于统一的管理之下。经过一百余年的发展,到19世纪末,世界金融中心由伦敦转移至纽约,美国成为世界上最发达的国家以及世界第一经济大国。可以说,制造业不仅改变着世界格局,而且其发展水平还决定着一个国家的发达程度。如美国68%的财富便来自于制造业,国民总产值的49%是制造业提供;中国自改革开放以来制造业得到迅猛发展,2011年,我国高技术制造业年总产值达9.2万亿元,约占我国GDP比重的19.51%,加工贸易出口总产值达8354亿美元,约占我国GDP比重的11.2%。由此可见,制造业的发展不仅为老百姓的日常生活提供了保障,也为提升我国的综合国力奠定了基础。
自2008年美国金融导致的全球经济危机爆发以来,世界经济似乎始终都未走出低谷,尽管期间也曾多次试图反弹,但最终仍因后劲不足而增长乏力。历史经验反复证明,在全球经济陷入衰退之时,正是新经济萌芽和新技术诞生之时。全球经济之萎靡不振,表明传统的生产关系已经严重阻碍了生产力的发展,变革将成为生产关系新的动力。
今年以来,对第三次工业革命的探讨达到高潮。美国学者杰里米·里夫金称,互联网与新能源的结合,将会产生新一轮工业革命——这将是人类继19世纪的蒸汽机和20世纪的电气化之后的第三次“革命”。而英国《经济学人》杂志也指出,3D打印技术市场潜力巨大,势必成为引领未来制造业趋势的众多突破之一。这些突破将使工厂彻底告别车床、钻头、冲压机、制模机等传统工具,改由更加灵巧的电脑软件主宰,这便是第三次工业革命到来的标志。
3D打印技术属于一种非传统加工工艺,也称为增材制造、快速成型等,是近30年来全球先进制造领域的一项集光/机/电、计算机、数控及新材料于一体的先进制造技术。与传统切削等材料的“去除法”不同,3D打印技术通过将粉末、液体片状等离散材料逐层堆积,“自然生长”成三维实体。该技术将三维实体变为若干二维平面,大大降低了制造复杂程度。理论上,只要在计算机上设计出结构模型,就可以应用该技术在无需刀具、模具及复杂工艺的条件下快速地将设计变为实物。该技术特别适合于航空航天、武器装备、生物医学、汽车制造、模具等领域中批量小、结构非对称、曲面多及内部结构零部件(如航空发动机空心叶片、人体骨骼修复体、随形冷却水道等)的快速制造,符合现代和未来的发展趋势。
3D打印技术的起源与发展
3D打印技术的核心制造思想最早起源于美国。早在1892年,J.E.Blanther在其专利中曾建议用分层制造法构成地形图。1902年,Carlo Baese的专利提出了用光敏聚合物制造塑料件的原理。1904年,Perera提出了在硬纸板上切割轮廓线,然后将这些纸板粘结成三维地形图的方法。20世纪50年代之后,出现了上百个有关3D打印的专利。80年代后期,3D打印技术有了根本性的发展,出现的专利更多,仅在1986-1998年间注册的美国专利就有24个。1986年Hull发明了光固化成型(SLA,Stereo lithography Appearance ),1988年Feygin发明了分层实体制造,1989年Deckard发明了粉末激光烧结技术( SLS,Selective Laser Sintering),1992年Crump发明了熔融沉积制造技术(FDM,Fused Deposition Modeling ),1993年Sachs在麻省理工大学发明了3D打印技术。
随着各类3D打印专利技术的不断发明,其相应的生产设备也被相继研发而出。1988年,美国的3D Systems公司根据Hull的专利,生产出了第一台现代3D打印设备——SLA-250(光固化成型机),开创了3D打印技术发展的新纪元。在此后的十年中,3D打印技术蓬勃发展,涌现出了十余种新工艺及相应的3D打印设备。1991年,Stratasys的FDM设备、Cubital的实体平面固化(SGC,Solid Ground Curing)设备和Helisys的LOM设备都实现了商业化;1992年,DTM(现在属于3D Systems公司)的SLS技术研发成功。1994年,德国公司EOS推出了EOSINT选择性激光烧结设备;1996年,3D Systems公司使用喷墨打印技术制造出其第一台3D打印机——Actua 2100;同年,Z Corp也发布了Z402 3D打印机。总体而言,美国在设备研制、生产销售方面占全球主导地位,其发展水平及趋势基本代表了世界的发展水平及趋势。欧洲和日本也不甘落后,纷纷进行相关技术研究和设备研发。当时虽然台湾大学拥有LOM设备,但台湾各单位及军方引进安装的是SL系列设备,香港生产力促进局和香港科技大学、香港理工大学、香港城市大学等都拥有RP设备,其重点是有关技术的应用与推广。
3D打印技术作为目前最为先进的一种制造方式,也代表了目前全球最前沿的科学技术。邓小平说过,科学技术是第一生产力。党和国家历来重视科技产业的发展。在上世纪80年代中期,党中央、国务院就提出了实施了高技术研究发展计划,对中国未来经济和社会发展有重大影响的生物技术、信息技术、自动化技术、新材料技术、激光技术等众多领域,确立了15个主题项目作为突破重点,以追踪世界先进水平。在这种形势下,国内最早专业从事3D打印领域的北京隆源自动成型有限公司于1994年成立,公司注册资金200万美元,专门进行快速成型设备的研发和销售,并于创建当年便成功制造了中国第一台SLS快速成型设备——AFS-360。
3D打印的技术与装备水平
在装备的研发方面,德国、美国和日本在该领域处于世界领先水平,并已形成了多家专业化和规模化研制和生产3D打印设备的知名企业,如德国EOS、美国3D Systems以及日本CMET公司。其中,3D Systems公司生产的SLA装备在国际市场上占最大比例。该企业自1988年以来相继推出了SLA-250、250HR、3500、5000、7000以及Viper Pro System等SLA装备(最大形成空间达到1500×750×550mm),其主要技术优势为装备使用寿命长(5000小时以上),成型精度高(层厚可达0.025mm),成型效率高。日本的Denken工程公司和Autostrade公司打破SLA装备使用紫外线光源的常规,率先使用680nm左右波长的半导体激光器作为光源,大大降低了SLA装备的成本。在SLS装备方面,德国EOS公司和美国3D Systems公司是世界上该技术的主要提供商。成型材料由早期的高分子材料拓展至金属、陶瓷等功能材料,成型精度约为0.1-0.2mm,成型空间逐渐增大,最大台面超过500mm。在金属直接3D打印方面,世界范围内已经有多家成熟的装备制造商,包括德国EOS公司(EOSING M270)和Concept laser公司(M Cusing系列)、美国MCP公司(Realizer系列)及瑞典Acram公司(EBM装备)。
中国从20世纪90年代初开始进入3D打印的研究与发展。北京隆源公司自1994年研制成功第一台激光快速成型机开始,便倾力开发选区激光粉末烧结(SLS)快速成型机,同时致力于快速成型的应用加工服务。先后推出了AFS-360、500、laser Core-5100、5300、7000等型号的SLS装备(最大成型空间为1400×700×400mm),目前拥有110多家设备用户及100多家加工服务用户,市场主要集中在航空航天、汽车制造、军工和铸造行业等。
作为公司总经理兼总工程师的冯涛,毕业于清华大学,曾任职于清华大学高分子材料研究所,具有丰富的高分子材料和激光光学的理论和实践经验,是我国最早从事激光快速自动成型技术研究的专家之一。他对于3D打印技术的应用与材料有着深厚的造诣。早在1995年,他就提出将SLS应用于快速精密制造。与其他3D打印机技术相比,SLS最突出的优点在于它所使用的成型材料十分广泛。从理论上说,任何加热后能够形成原子间粘结的粉末材料都可以作为SLS的成型材料。目前可成功进行SLS成型加工的材料有石蜡、高分子、金属、陶瓷粉末和它们的复合粉末材料。SLS的成型材料品种多、用料节省、成型件性能分布广泛,加之SLS无需设计和制造复杂的支撑系统,适合多种用途。在他的带领下,北京隆源相继成功研制出铸造熔模、蜡模压型及铸造型壳等复杂的工艺制作方法,以及聚苯乙烯粉末、合成材料在3D打印中的应用方法,如今,冯涛又着手研究金属粉末在SLS技术中的应用,并取得了一定的成效。在他看来,实现使用高熔点金属直接烧结成型零件,对3D打印技术在用传统切削加工方法难以制造出的高强度零件中的更广泛的应用具有特别重要的意义。冯涛认为,SLS成型技术在金属材料领域中的研究方向应该是单元体系金属零件烧结成型,多元合金材料零件的烧结成型,先进金属材料如金属纳米材料、非晶态金属合金等的激光烧结成型等,尤其适合于硬质合金材料微型元件的成型。此外,根据零件的具体功能及经济要求来烧结形成具有功能梯度和结构梯度的零件。可以预见的是,随着对激光烧结金属粉末成型机理的掌握,对各种金属材料最佳烧结参数的获得,以及专用快速成型材料的出现,SLS技术的研究和引用必将进入一个新的境界。
作为国内最早实现3D打印技术产业化、服务化的公司,从创建至今在3D打印设备与材料应用中所取得的累累业绩及为中国3D打印行业发展所起到的推动作用来看,北京隆源都可以称为中国3D打印技术的引领者:
1994年成功制造了中国第一台SLS快速成型设备,专门进行快速成型设备的研发和销售;1995年通过北京市科委组织的专家鉴定;1997年,用于精密铸造的烧结材料和快速铸造工艺研究成功,进入复杂金属结构件的快速开发领域; 1998年参加科技部的快速成型示范服务中心项目,设备被二家服务中心选中;2000年,研制成功基于SLS的具有复杂内腔结构的金属零件的快速铸造工艺,为发动机类复杂结构零件的快速制作打下基础,金属材料直接成型技术进入实质开发阶段;2002年,开始与中国工程物理研究院开展大功率激光直接制造金属零件的研究;2004年与华南理工大学合作开展选区激光熔化金属成型技术。目前均可制造出密度100%的不锈钢和Ni基合金钢零件;2003年,推出大尺寸快速成型设备AFS-450,软硬件较AFS-320有22项重大改进。设备更稳定、可靠、人性化、速度更快、精度更高,成为企业用户的首选设备;2005年推出AFS-500,成型尺寸125立升,当年形成销售,并推出可直接蒸汽脱除的烧结精铸蜡,与传统的精密铸造无缝连接,解决了钛合金快速铸造表面粗糙的问题;2008年,开发完成AFS-700成型设备,成型尺寸245立升,是当时最大尺寸的激光粉末烧结设备,满足了绝大部分精密铸件尺寸的要求。设备采用全新的上料铺粉方式,单向铺粉时间减小一半,无需中间加料。设备当年形成销售;2009年,激光烧结砂实现突破。成型砂芯的强度和发气量均达到铸造要求。开始开发铸造覆膜砂烧结成型的专有设备激光制芯机;2010年,Laser Core-5300样机开发完成,开始试销。
3D打印技术广泛的应用领域
作为一项集光/机/电、计算机、数控及新材料于一体的先进制造技术,3D打印技术现已广泛应用于航空航天、军工与武器、汽车与赛车、电子、生物医学、牙科、首饰、游戏、消费品和日用品、食品、建筑、教育等众多领域。可以预见的是,该技术将更趋向于日常消费品制造、功能零件制造及组织与结构一体化制造的方向。以下,我们可以从几个主要的领域来一窥3D打印技术的广泛应用。
航空航天:航空航天产品具有形状复杂、批量小、零件规格差异大、可靠性要求高等特点,产品的定型是一个复杂而精密的过程,往往需要多次的设计、测试和改进,耗资大、耗时长,传统方法难以制造。因此,3D打印技术以其灵活多样的工艺方法和技术优势而在现代航空航天产品的研制与开发中具有独特的应用前景。在国外,3D打印技术于该领域很早便有应用。如:美国波音公司将3D打印技术与传统铸造技术相结合,制造出铝合金、钛合金、不锈钢等不同材料的货舱门托架等制件;通用公司应用3D打印技术制造航空航天与船舶叶轮等关键制件;比利时Materialise公司的Mammoth激光快速成型系统,其一次性最大加工尺寸可达2200mm。而在国内,北京隆源则凭借自身的技术优势,为我国航空航天等部门及飞机制造企业提供直升机发动机、直升机机匣、蜗轮泵、钛机架、排气道(最大高度达到2800mm)、飞机悬挂件、飞轮壳等飞机零部件的生产和服务:1996年,第一台商品化SLS快速成型机销往北京航空材料研究院,并成功应用于军用航空新产品的开发;1999年,第二代商品化设备AFS-320成功推向市场。快速成型的应用逐步展开,参与完成了若干项国家航空航天重点项目的开发研制任务,如:用于大推力火箭的液氧-煤油和液氧-液氢发动机、卫星陀螺仪框体等。
军事工业:3D打印技术和传统制造技术相比,具有简单、易操作等特点,特别是对于一些新材料的加工,成效尤为显著。比如铝合金一直是军事工业中应用最广泛的金属结构材料。铝合金具有密度低、强度高、抗腐性好、耐高温等特点,作为结构材料,因其加工性能优良,可制成各种截面的型材、管材、高筋板材等,以充分发挥材料的潜力,提高构件的刚强度。所以,铝合金是武器轻量化首选的轻质结构材料。美国军方应用3D打印技术辅助制造导弹用弹出式点火器模型,取得了良好的效果。在我国,钛合金已经广泛应用于自行火炮炮塔、构件、装甲车、坦克、军用直升机等制造。1999年,北京隆源自动成型有限公司利用3D打印技术,参与完成了多项国家军事工业重点项目的开发研制任务,如:JS-Ⅱ型新式坦克的涡轮增压器,红外制导仪观测镜壳体等;2002年,开始与中国工程物理研究院开展大功率激光直接制造金属零件的研究,从而进一步推动了我国军事工业的发展。
汽车制造:在国外,3D打印技术在汽车制造领域已有很多成功案例,如德国奥迪汽车公司(Audi)使用3D打印技术成功地使用KUKA机器人制造出了Audi RSQ汽车。随着我国汽车工业的发展,汽车产量迅猛增长,一些关键性零部件也日趋复杂化、大型化和轻量化,这便要求实现零部件的整体化和集成化制造。而采用模具进行翻砂制模的传统工艺,使得模具越来越复杂,活块数量也急剧增加,这些因素在一定程度上都制约了我国汽车工业的发展。为此,引领国内3D打印技术的北京隆源的技术团队展开了3D打印技术于汽车发动机制造领域的研究。SLS是利用红外激光光束所提供的热量熔化热塑性材料以形成三维零件,其最大特点一个是成型过程与复杂程度无关,因此特别适合于内部结构极其复杂的发动机缸体、缸盖、进排气管等部件。此外,SLS技术成型材料广泛,特别是可以用铸造的树脂砂和可消失熔模材料成型,因此,可以通过与铸造技术结合,快速铸造出发动机的部件。SLS技术与铸造技术的结合,衍生出快速铸造技术,可有效地应用于发动机设计开发阶段中样机的快速制造。其适合单件和小批量试制和生产的特点,可迅速响应市场和提供小批量产品进行检测和试验,有助于保证产品开发速度。其成型工艺过程的可控性,可在设计开发阶段低成本地即时修改,以便检验设计或提供装配模型。有助于提高产品的开发质量,其快速成型原材料的多元性,为产品开发阶段提供了不同的工艺组合,由于SLS原材料的国产化和成型工艺可与传统工艺有机结合,有助于降低开发成本,其组合工艺的快捷性,支持产品更新换代频次的提高,有助于推动产品早日进入市场。利用3D打印技术,为汽车制造商生产发动机缸体、缸盖、变速箱壳等,不仅制造速度快而且精度高,从而使得汽车复杂零部件制造变得数字化、精密化、柔性化、绿色化。如今,国内众多的高铁、动车、地铁的发动机中都可以看到隆源的产品。以下为隆源在汽车发动机应用中的研发成果:2001年,汽车关键结构件的快速成型与快速制造工艺研究成功,开始为汽车企业提供缸体、缸盖、进气管、变速箱壳体的RP服务;2006年,激光直接成型铸造砂芯技术推向市场,销售第一台专门用于铸造砂芯的成型设备。并成功用于汽车发动机缸体、缸盖和增压器的快速开发;2011年,为满足柴油机等行业需求,开始研发大尺寸激光制芯机;通过与广西玉柴机器股份有限公司、东风商用汽车工艺所合作,研发出柴油缸体缸盖的快速制造方法与工艺等。
生物医药:目前3D打印技术也被应用到生物医药领域,包括骨骼、牙齿、人造肝脏、人造血管、药品制造等。在生物制造方面,欧美等发达国家研究较多、范围较广且已经取得临床应用:在美国,利用SLA制造技术,使用生物相容树脂可以制作医用助听器、眼睛水晶体模型、人工牙齿等;在意大利,利用SLA制造技术制造了人体骨骼修复体。在中国,北京隆源与北京大学口腔医院合作,由口腔医院将患者的CT扫描数据从CT工作站经Magics软件处理后传输至PC机上,以标准格式(Dicom 格式)刻录存储,后提供给隆源,隆源据此开发研制了AFS-320型快速成型机。该设备采用选区激光粉末烧结法,原料为聚苯乙烯粉末,制作成实体模型,可用于口腔医疗中颧上颌骨骨纤维异常增生等症状,并取得了很好的疗效。同时,在陈旧性颧骨颧弓粉碎性骨折的治疗中,临床应用结果表明,治疗效果良好。目前,隆源又与北大口腔医院达成了新一轮的合作意向,即牙科领域专业快速成型和快速制造方案:使用特定的CAD软件可以实现义齿的CAD设计,包括牙基底、牙冠、牙桥、牙罩冠、牙贴面、牙镶嵌等3D设计。有了CAD设计,义齿的快速成型和快速制造便可以实现自动化生产,效果高,耗材少,成本低。
3D打印技术的前景及战略意义
目前,世界上许多国家与地区(后面发不了,看网址http://user.qzone.qq.com/278744987#!app=2&via=QZ.HashRefresh&pos=1356053030)
⑶ 铸造呋喃树脂初终强度的关系
呋喃自硬树脂砂工艺自20世纪80年代在我国开始应用,由于其良好的溃散性自硬特性和生产的铸件、尺寸精度高等优点,大幅度减轻了工人的劳动强度明显改善了铸造车间的工作环境,并且显著提高了我国铸造企业的生产工艺水平和铸件质量,因而获得了大规模的推广,逐步淘汰了传统的湿型烘模砂,成为中大型铸铁件的唯一的造型工艺和中大型铸钢件铸、铝件的重要的造型工艺经过近20年的发展,无论是树脂砂生产设备还是树脂砂原辅材料,国内的相关产品都达到了国外同类产品的水平近。
最近几年,我国铸造业的发展速度比以往的任何时候都快。特别是树脂粘结剂技术的应用,使铸件生产在保证产品尺寸精度,提高产品的表面质量,减少废品,节省工时,提高劳动生产率,减轻工人的劳动强度以及型砂的再生回用等方面有了很大的进步。我公司技术人员通过十多年的铸造行业走访与观察,从以下几个方面来分析树脂砂造型强度。
1、砂形及颗粒大小
树脂造型的原砂一般选用天然石英砂。对于部分高合金钢铸件或特殊要求的铸件,也可选用铬铁矿砂或锆砂等特种砂。这里主要讨论树脂砂对硅砂的要求。
(1)矿物成分与化学成分:硅砂的主要矿物成分是石英、长石和云母,还有一些铁的氧化物和碳化物。石英密度2.55g/cm3,莫氏硬度7级,熔点1737℃,具有耐高温、耐磨损等优点。若原砂中的石英含量高,则原砂的耐火度和复用性好。由于长石和云母是硅酸盐,其熔点和硬度低,会降低树脂砂的复用性和耐火度。所以在选择硅砂时,SiO2含量要尽量高一些,杂质要少,当然还与金属熔点和浇注温度、铸件厚壁等因素有关。一般来说,铸件用硅砂SiO2含量应大于96%,铸铁应大于90%,有色金属要少一些。
(2)粒形:一般用粒形系数表示沙粒圆整度。人造石英砂虽然SiO2含量高,但粒形位多角形甚至尖角形,粒度系数太大,一般不采用。为了改善粒形,对原砂最好进行擦磨处理,因为在砂粒质量相等的条件下,圆形砂的比表面积最小,砂粒形状偏离圆形的程度越高,其比表面积越大,树脂黏结膜越薄,强度也越小。比表面积增大的顺序是:圆形砂——多角形砂——尖角形砂。
由于圆形砂粒的比表面积最小,在相同的树脂和固化剂加入量下,其抗拉强度要比其他两种砂形高出很多。因此,从提高树脂砂抗拉强度、减少树脂加入量的角度看,圆形砂粒食最好的选择。因树脂的黏度很低,砂粒表面上涂覆的树脂膜有很薄,粒形对型砂流动性的影响就比较明显。圆形砂的尖角和棱边都已磨钝,砂粒之间较易于滑动,故很容易舂紧,多角形有尖角和棱边,有镶嵌作用,砂粒的滑动受阻,故难舂紧。
(3)粒度:对树脂砂这种黏结剂量很小的型砂来讲,原砂的粒度对黏结的强度的影响是不可忽视的。这种影响有两个不同的方面:原砂愈粗,则单位质量的砂粒的表面积愈小,树脂加入量一定时,砂粒表面涂覆的树脂膜较厚,砂粒之间的黏结桥的截面积也较大,这将导致树脂砂强度提高;另一方面,原砂愈粗,则单位质量的原砂的颗粒数量愈少,因而一定重量的型砂中砂粒的接触点(黏结桥)愈少,这将导致树脂砂的强度下降。就本厂所用原砂为40~70目,粒度在这个范围时,黏结桥和表面积两方面的影响作用相当,对于砂粒尺寸的改变,树脂砂的强度没有明显的变化。
(4)原砂的粒度分布:型砂的强度主要决定于砂粒表面黏结膜的厚度和砂粒之间的黏结的数量。在黏结剂加入量一定的条件下,如原砂中配有一定量的细砂,细砂又能填入紧密排列的粗砂空隙,则黏结桥的数量将大为增加。虽然细砂的比表面积较大,会使型砂的黏结膜的厚度减小,但综合效果还是会导致型砂的强度提高。
对于树脂砂来讲,黏结剂的量很少,增加黏结桥数量的作用就非常突出。由于树脂成本较高,希望用最少量的树脂是型砂具有一定的强度,因此,应该用一定粒度大小的原砂(四筛砂或五筛砂),粒度分布为40~70目,使其能够较好的排列,不会有较大的缝隙,从而使型砂具有较高的强度。
2、原砂含泥量、含水量、需酸量
(1)含泥量是指原砂中颗粒尺寸比砂粒小得多,并赋予砂粒表面或掺杂于砂粒之间的各种微量颗粒(≤20um)。含泥量直接影响再生砂的成本和铸件质量,在铸造生产中,泥含量过高不但影响工作环境、污染空气,更重要的是影响再生砂的微粉含量,其结果是导致混砂时树脂加人量增加和因透气性差造成铸件废品率增多。可见在树脂、固化剂加入一定的情况下,含泥量愈高,其强度值就愈小。
(2)原砂中的含水量严重影响树脂的固化强度和固透性,很明显含水量高的话,会稀释树脂和固化剂,使其浓度下降,从而延长固化时间及降低型砂强度。为了减少含水量,在用原砂时,应对其进行干燥处理,
(3)采用酸硬化的树脂砂时,树脂是在酸的催化作用下脱水缩合而固化的。如原砂中含有碱性物质时,需消耗额外的酸固化剂,将显著影响树脂砂的硬度,甚至会使其不能硬化。原砂中含有酸性物质时,则其影响与前面的相反,对工艺控制也是不利的。因此对于树脂砂所用的原砂,检测并控制其需酸量是必要的。需酸量是原砂含有的可与酸反应的碱性物质的数量表征,它也表明用酸性硬化剂时原砂本身所需酸的多少,与原砂的PH值不是同一概念。原砂中含有不溶于水的碱性氧化物或能酸作用的碳酸盐时,它们不影响原砂的PH值,但却能与树脂砂中的酸性硬化剂反应,从而影响树脂砂的硬化过程和性能。很显然当较多的酸性硬化剂与碱性物质作用后,树脂砂的强度会明显下降。所以检测原砂的需酸量是必须的,从而通过计算应加入多少酸性固化剂。
3、树脂、固化剂
国内生产树脂、固化剂的厂家很多, 但具有自主研发能力、具备完善的检测设备和严密可靠的质量保证体系的厂家屈指可数。我厂用的树脂固化剂基本上是苏州兴宜和山西兴安。
对于树脂和固化剂的加入量的控制,树脂加入量一般为原砂的0.9%~1%。固化剂的加入量与固化剂的总酸含量、环境温度和型砂温度有直接关系, 其加入量一般为树脂加入量的30%~65%。在外界温度以及本身放砂砂温都较高的情况下,应把固化剂加入量调到最小量。
当固化剂加入量为0.25%左右时,由于砂中的酸度值过低,硬化过程进行极为缓慢,严重影响砂型脱模强度的形成,终强度也较低;当固化剂加入量为0.75%左右时,酸度过强,硬化反应速度过快,树脂交联结构不完整,树脂膜和粘结剂桥变脆,终强度大幅降低;当硬化剂加入量为0.48%时,酸性比较适中,硬化反应按客观存在的规律进行,在不增加树脂量的条件下,得到了较理想的硬化效果。
4、再生砂
(1)灼减量:灼烧减量过高会增加型砂的发气量,同时影响树脂砂的强度及性能,一般应将再生砂的灼烧减量控制在3%以下。可通过补加新砂、向铸型中填充废砂块、降低砂铁比等手段降低灼烧减量。在正常情况下, 再生砂的灼烧减量每两周检测一次,为保证检测的准确性, 要求在砂温调节器上的筛网上、在不同的时间段分三次取样, 以平均值作为判断依据。
(2)微粉量:微粉含量是指再生砂中140目以下物资的含量。微粉含量越高, 型砂的透气性越差, 强度越低。要控制微粉含量, 必须保证除尘器处于良好的工作状态, 并每天定期反吹布袋, 清理灰尘。再生砂的微粉含量每两周检测2~3次, 微粉含量应≤0.8%。
3)砂温:理想的砂温应控制在15~30 ℃, 如砂温超过35 ℃,将使型砂的固化速度急剧加快, 影响造型操作, 导致型砂强度偏低, 无法满足生产要求。在夏季, 环境温度最高会达到40 ℃, 在此情况下将砂温降到30 ℃以下是十分困难的, 因此必须采用水冷系统对再生砂进行降温。如果循环水的入水温度≤25 ℃, 就能将砂温降到32 ℃以下, 但当循环水的入水温度≥22 ℃时, 降温效率将急剧下降, 如配备冷冻机组, 在炎热的夏季, 就可将循环水的入水温度控制在7~12 ℃, 砂温控制在25~30 ℃。在冬季的正常生产情况下, 砂温不会低于5 ℃,不会出现因砂温偏低而影响生产的情况。
通过以上分析,树脂砂强度受多方面因素的影响。要得到合理的砂型强度,就必须严格控制各项影响因素。本厂砂型强度的影响,主要是在树脂和固化剂加入量方面,特别是固化剂的加入量,就某台混砂机,它的波动范围相当大,总是与设定值相差很多,致使其加入量过多或过少,很难控制在较小的范围内。
⑷ 3D打印技术是什么 据说能打印汽车和食品和器官
3D打印,又称三维打印,在维基网络上面是这么解释的:快速成形技术的一种,它专是运用粉末状金属或塑属料等可粘合材料,通过一层又一层的多层打印方式,构造零对象。模具制造、工业设计用 于建造模型,现正发展成产品制造,形成“直接数字化制造”。一些高价值应用(如髋关节或牙齿,或飞机零部件)已经有打印而成的零部件出现。“3D打印”意 味着这项技术的普及。
详见3D打印机http://ke..com/view/1152866.htm