Kaip pasirinkti tinkamą smėlį 3D spausdai – duomenų pagrįsta gairė skirtingoms sritims

Greitai besivystančioje gamybos pramonės srityje, pagrįstoje smėlio 3D spausdinimu, įgyja populiarumo aplikacijos, kurios apima liejimo formas ir architektūrinius prototipus. Tačiau ne visi smėliai yra vienodai tinkami – skirtingi panaudojimo atvejai reikalauja pritaikyto pasirinkimo siekiant optimalaus našumo, kainos ir patikimumo.

1. Liejimo ir metalo liejimo aplikacijos

Kodėl tai svarbu:

• Pralaidumas ir dujų išsiskyrimas : Aukšto pralaidumo smėliai sumažina defektus, tokius kaip dujų kiaurymės. Pagal Amerikos liejimo draugijos ataskaitą, smėliai, kurių pralaidumas (matuojamas Preece metodu) virš 400 Darcy, žymiai sumažino liejinių poringumą 35% (Amerikos liejimo draugija, 2023).

• Šiluminis elgesys : Smėliai su mažesniu šiluminio plėtimosi koeficientu (pvz., 6 × 10^–6 /°C) sumažina formų įtrūkimą pilstant.

Rekomenduojamas smėlio tipas Gauso, apvalios formos silicio dioksido smėlis su kontroliuojamu grūdelių dydžio pasiskirstymu (paprastai 100–200 mikronų) ir mažu šiluminiu plėtimusi.

2. Architektūriniai ir meniniai prototipai

Pagrindiniai kriterijai:

• Paviršiaus apdaila ir detalių raiška Vidutinės kokybės silicio dioksidas su smulkesniais dalelių dydžiais (apie 50–100 mikronų) palaiko smulkių detalių atkūrimą. Standartas ISO 2520 rodo, kad spausdinimo skiriamoji geba pagerėja iki 22% kai vidutinis grūdelių dydis sumažėja nuo 200 iki 80 mikronų (ISO, 2022).

• Įrišimo efektyvumas Smulkesnis smėlis padidina rišiklio sąlyčio paviršiaus plotą, pagerindamas kietėjimo stiprumą – pranešama apie žaliosios dalies tempiamojo stiprumo pagerėjimą. 18–25 % (Žurnalas „BinderTech“, 2024 m.).

Rekomenduojamas smėlio tipas : Smulki, gerai sugraduotas silicio arba cirkonio smėlis, leidžiantis gauti aštrias briaunas ir subtilius bruožus.

3. Funkciniai prototipai ir konstrukciniai modeliai

Eigos poreikiai:

• Mechaninė stiprumas ir stabilumas : Silicio–cirkonio mišiniai arba stiprių sintetinių smėlių spausdintos šerdys pasiekia 30 MPa atsparumą spaudimui, lyginant su 20 MPa naudojant standartinį silicio smėlį (Additive Manufacturing Review, 2024).

• Matmenų tikslumas : Kontroliuojama sferiškumas su mažu dulkėtumu padeda pagerinti matmenų tikslumą iki ±0,3 mm nuo ±100 mm detalių.

Rekomenduojamas smėlio tipas : Aukšto apvalumo silicio arba silicio–cirkonio kompozitas, atidžiai sugraduotas siekiant balanso tarp stiprumo ir spausdinimo tikslumo.

Santraukos lentelė

Duomenų šaltiniai:

• American Foundry Society (2023), Smėlio pralaidumo poveikis liejimo defektams

• ISO (2022), ISO 2520: Grūdelio dydžio poveikio 3D spausdintam smėliui vertinimas

• BinderTech Journal (2024), Rišiklio ir smėlio sąveika ir žalioji stipris gamybos procese

• Additive Manufacturing Review (2024), Kompozitinių smėlių našumo rodikliai konstrukciniuose modeliuose

Pasirinkdami smėlį pagal konkrečios paskirties prioritetus – ar tai būtų pralaidumas, skiriamoji geba ar stipris – gamintojai ir dizaineriai gali užtikrinti optimalų jų spausdintų detalių našumą. Norėdami gauti daugiau išsamios informacijos, rekomendacijų ar pagalbos renkantis smėlį, kreipkitės į mūsų techninę komandą.