Песок как материал для 3D-печати – это не привычная обывателю сыпучая масса, а целая группа ресурсов, используемая для построения трехмерных объектов. В аддитивном производстве данный термин применяется по отношению к порошкообразному сырью, базовое предназначение которого – создание форм и стержней для литья металлическими сплавами. Оборудование, изготавливающая 3Д-детали из мелкодисперсного песка, обеспечивает размерную точность до 100 микрометров и толщину стенок – 0,5 мм. Значительную долю принтеров данного вида выпускает немецкая компания voxeljet.

3D-печать песком: особенности материала

Трехмерная печать форм востребована в литейном производстве, автомобилестроении, архитектурном и дизайнерском секторах.

Для 3D-печати песком подходят следующие типы песчаных порошков:

•    Silica sand — кварцевая разновидность – самый популярный состав для производства песчано-полимерных форм для литья. Сырье подходит для воплощения литейных проектов в различных сферах. Когда кварцевый песок используется с фурановыми смолами в роли связующего, конечная заготовка не нуждается в дополнительном обжиге и может применяться для заливки непосредственно после распечатки.

•    Chromite – песок, состоящий в основном из оксида железа и оксидных соединений хрома. Материал рекомендуется для работы со стальными и чугунными материалами. Малый коэффициент температурного расширения и хорошая теплопроводность гарантируют точность размеров и устойчивость формы при заливки. Иногда смесь перемешивают с кварцевым песком для обеспечения максимальной гладкости поверхности.

•    CeraBeds — искусственный песок состоит из кристаллов муллита чрезвычайно стабильного качества, его получают путем обжига сферических гранул, а не дробления. Смесь гарантирует достойную огнестойкость, небольшое температурное расширение. Искусственный песок имеет меньшую теплопередачу по сравнению с другими песками. Ресурс может комбинироваться с разнообразными связующими компонентами и годится для литья стальных заготовок.

•    Zircon – минеральная смесь — применяется в литейном производстве, когда требуется улучшить его эффективность. Иногда состав сочетается с кварцем для оптимизации показателя диффузии тепла.

•    Оксид железа — примесь, разработанная для компенсации расширения формы и устранения дефектов, связанных с газами. Оксиды размягчаются при нагреве, поэтому зерна песка расширяться без образования трещин на поверхности стержня или формы. Применяется предотвращения возникновения азотной пористости.

Технология 3D-печати песчано-полимерных форм

Устройство для создания форм функционируют по методу Binder Jetting. Популярная аддитивная технология оптимизирована для индустриальных проектов, подразумевающих задействование промышленного песка.

Сегодня успех предприятия зависит от возможности оперативно трансформировать идеи в конечную продукцию. Также наблюдается тенденция перехода от массового выпуска к кастомизированным изделиям. 3Д-печать подходит для получения уникальных товаров, поскольку есть возможность для быстрого создания, тестирования и доработки прототипов. Сейчас востребованы масштабные инновационные комплексы, осуществляющие оперативный выпуск песчано-полимерных стержней необычной конфигурации. Техника работает со сверхскоростью и «выращивает» формы для литья для «чистых» металлов или сплавов. Способ базируется на многократном повторении процесса нанесения и отверждения слоев песка, реагирующего со связующим материалом.

Каждое сечение песчано-полимерной формы состоит из двух видов ресурсов, добавляемых последовательно:

•    формовочного песка (порошок подается на рабочий стол в камере построения и выравнивается специальным механизмом);
•    связующего материала (особые смолы точечно наносятся на песчаную смесь через печатную головку принтера).

Активатор, присутствующий в базовой смеси, ускоряет реакцию между песком и связующим компонентов, формируя слой изделия. Затем платформа опускается и цикл повторяется до полного построения модели.

Отсутствие технологических границ дает возможность разрабатывать и печатать песчаные стержни со сложной геометрией. Широкий ассортимент связующих веществ помогает улучшить свойства конечного продукта, уменьшить вес заготовки или выпускать тонкостенные объекты.

Основные стадии литья в песчаные формы:

1.    Разработка 3D-макета.
2.    Трехмерная печать и тщательная проверка литейной формы.
3.    Заливка металла или сплава в форму.
4.    Остывание и извлечение готового предмета.
5.    Проверка отливки на отсутствие дефектов.

3D-печать песком – технология быстрого изготовления литейных форм – существенно снижает финансовые расходы и сроки запуска серийного производства. Способ имеет перечень значимых достоинств:

•    разработана и активно используется схема оценки качества исходного сырья;
•    для создания форм применяются только индустриальные литейный песок;
•    прямой выпуск песчаных оболочек осуществляется без использования опор;
•    методика прецизионного нанесения связующего вещества тщательно отработана;
•    поверхность заготовок не требует постобработки;
•    литейные формы готовы к заливке после распечатки;
•    доступно построение стержней разнообразной конфигурации.

Если Вам необходимы формы необычной геометрии или срочное изготовление стержней для литья, можно заказать услугу 3D-печати песком в компании SIU System. Аддитивные технологии позволяют нам изготавливать сложные формы в сжатые сроки и получать отливку в короткие сроки.