Выбор подходящего песка для 3D-печати — Руководство, основанное на данных, для различных областей применения

В быстро развивающейся области аддитивного производства песчаная 3D-печать набирает популярность в приложениях, варьирующихся от литейных форм до архитектурных прототипов. Однако, не все виды песка одинаково подходят — различные сценарии использования требуют индивидуального подбора для оптимизации производительности, стоимости и надежности.

1. Литейное производство и металлообработка

Почему это важно:

• Проницаемость и газовыделение : Пески с высокой проницаемостью снижают риск дефектов, таких как газовые раковины. Исследование, проведенное Американским литейным обществом, показало, что пески с проницаемостью (измеренной методом Приза) выше 400 Дарси значительно сократили пористость отливок на 35% (Американское литейное общество, 2023).

• Термическое поведение : Пески с низким коэффициентом теплового расширения (например, 6 × 10^–6 /°C) минимизируют растрескивание форм во время заливки.

Рекомендуемый тип песка : Гауссов, округленный кварцевый песок с контролируемым распределением размеров зерен (обычно 100–200 микрон) и низким коэффициентом теплового расширения.

2. Архитектурные и художественные прототипы

Ключевые критерии:

• Поверхностная отделка и детализация : Кварцевый песок средней фракции с более мелкими частицами (около 50–100 микрон) обеспечивает точное воспроизведение мелких деталей. Согласно стандарту ISO 2520, разрешение печати улучшается на 22% когда средний размер зерна уменьшается с 200 до 80 микрон (ISO, 2022).

• Эффективность связующего : Более мелкие пески увеличивают площадь поверхности контакта связующего, усиливая прочность отверждения — сообщается об улучшении прочности на растяжение зеленых заготовок на 18–25% (Журнал BinderTech, 2024).

Рекомендуемый тип песка : Мелкий, хорошо сортированный кварцевый или циркониевый песок, позволяющий передавать острые края и тонкие детали.

3. Функциональные прототипы и конструкционные модели

Требования к производительности:

• Механическая прочность и устойчивость : Смеси кварца и циркона или высокопрочные синтетические пески обеспечивают прочность на сжатие более 30 МПа в отпечатанных стержнях, по сравнению с 20 МПа при использовании стандартного кварцевого песка (Additive Manufacturing Review, 2024).

• Точность размеров : Контролируемая сферичность и низкое содержание мелких фракций улучшают размерную точность до ±0,3 мм на деталях с допуском ±100 мм.

Рекомендуемый тип песка : Кварц высокой округлённости или композитный песок на основе кварца и циркона, тщательно отсортированный для баланса прочности и точности печати.

Резюме таблицы

Источники данных:

• American Foundry Society (2023), Влияние проницаемости песка на дефекты отливок

• ISO (2022), ISO 2520: Оценка влияния размера зерна при 3D-печати песка

• BinderTech Journal (2024), Взаимодействие связующего с песком и зеленая прочность в аддитивном производстве

• Additive Manufacturing Review (2024), Эксплуатационные характеристики композитных песков в структурных моделях

Путем согласования выбора песка с функциональными приоритетами конкретного применения — будь то проницаемость, разрешение или прочность — производители и конструкторы могут обеспечить оптимальные эксплуатационные характеристики для своих печатных деталей. Для получения более подробных данных, рекомендаций или помощи в выборе песка обращайтесь к нашей технической команде.