相較于常見(jiàn)的塑料和金屬3D打印技術(shù)辫呻，砂也是一種潛在的3D打印材料，實(shí)際上蚯根，砂型3D打印與傳統(tǒng)的砂型鑄造相輔相成后众，可以為眾多行業(yè)提供成本效益顯著的解決方案。

那么颅拦，砂型3D打印是如何實(shí)現(xiàn)的蒂誉？傳統(tǒng)砂型鑄造又是如何從3D打印技術(shù)中獲益的？我們將在本文深入探討這些問(wèn)題距帅。                    

首先右锨，我們需要對(duì)傳統(tǒng)的砂型鑄造工藝有所了解，才能更深入地理解砂型3D打印對(duì)于鑄造的重要性碌秸。  

砂型鑄造是用于生產(chǎn)金屬和其他材料的最終零件的鑄造工藝绍移，將液態(tài)材料澆鑄到由耐高溫的砂制成的模具。這種傳統(tǒng)的鑄造工藝最早可以追溯到公元前3200年左右尖蚪，經(jīng)歷了多個(gè)不同的發(fā)展階段啤盯，但基本鑄造原理始終如一。  

傳統(tǒng)砂型鑄造的工藝流程從繪制2D圖紙開(kāi)始嫉簿≈鲆桑基于2D圖紙，制作出模具体六，但如果要用于最終生產(chǎn)金屬零件，則需要將模具尺寸擴(kuò)大以補(bǔ)償收縮挥肤。此外挥桑，模具還必須配有澆口。將制造好的陰模壓入原砂中理秃，在原砂中形成模型樣式达玉，隨后將液態(tài)材料，如鋁柴伪、鋼蹲居、鎂、鐵等睦授，通過(guò)澆口倒入模具中两芳，冷卻后從模具中取出鑄件摔寨。在修整和其他加工階段之后，鑄件進(jìn)入精加工階段怖辆。作為精加工階段的一部分是复，還必須拆除澆注系統(tǒng)。  

盡管砂型鑄造已有許多成功案例竖螃，但從上述步驟可以看出淑廊，這是一個(gè)復(fù)雜且步驟繁多的鑄造工藝。而這正是3D打印可以發(fā)揮的優(yōu)勢(shì)所在特咆，傳統(tǒng)鑄造工藝與3D打印技術(shù)的結(jié)合能夠提高整個(gè)工藝流程的效率季惩。  

空腔零件的模具或型芯可以通過(guò)CAD建模并砂型3D打印出來(lái)，省去了模型設(shè)計(jì)腻格、模型制作和在幕埃框中壓印等步驟。簡(jiǎn)而言之荒叶，3D打印為實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)提供了一條捷徑晾晕，有效節(jié)約時(shí)間、成本和資源钻字。   

在深入探討3D打印能夠帶來(lái)的諸多好處之前窃等，讓我們先來(lái)了解一下砂型3D打印本身。與沙坑或海灘上的沙子不同哈痘，砂型3D打印使用的是石英砂淀准。石英砂主要由石英顆粒組成。

不同合金類型的最終零件鼎派，可以選擇不同類型的石英砂烁讨。SH-F01石英砂呈啞光黑色，而SH-P14呈米色径候，是一款典型的沙子原色么养。這兩種砂都具有較高的耐熱性和強(qiáng)度。SH C052合成砂是一種陶瓷基材料速袁，具備與上述兩款砂相似的的性能特點(diǎn)协固。在砂型3D打印中，砂型通過(guò)粘結(jié)劑噴射绳匀，將砂轉(zhuǎn)變?yōu)槟＞摺?/p>

與其他3D打印技術(shù)相比芋忿，粘結(jié)劑噴射更具高效性。這不僅適用于聚合物或金屬粉末加工疾棵，同樣適用于砂型加工戈钢。因此，粘結(jié)劑噴射技術(shù)不僅能夠跳過(guò)傳統(tǒng)砂型鑄造的多個(gè)步驟，還能顯著提高模具生產(chǎn)的效率殉了。節(jié)約的生產(chǎn)時(shí)間也將帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)收益开仰。在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，采用砂型3D打印技術(shù)最多可降低75%的成本宣渗。

  *一名設(shè)備操作員正在清理3D打印型芯上的余砂（來(lái)源：Hoosier）   

3D模型是基于數(shù)字CAD文件抖所，因此可以輕松進(jìn)行個(gè)性化修改和調(diào)整。此外痕囱，3D打印還可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的幾何形狀田轧，并進(jìn)行任何規(guī)模的生產(chǎn)。另一優(yōu)勢(shì)是粘結(jié)劑噴射成型的砂模尺寸精確鞍恢，可根據(jù)需求生產(chǎn)相應(yīng)數(shù)量的模具傻粘。同時(shí)，砂型3D打印可以更好地滿足客戶需求溶隅，具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)迹遏。

除了節(jié)約時(shí)間和成本外，砂型3D打印的優(yōu)勢(shì)還體現(xiàn)在節(jié)能環(huán)保龄冀。相較于傳統(tǒng)鑄造過(guò)程懒俊，砂型3D打印不再需要額外加工材料來(lái)制作出實(shí)物模型。增材制造技術(shù)是直接在所需區(qū)域加工材料圆如，因此減少了廢料的產(chǎn)生钮瘪。石英砂也是一種環(huán)保材料，其供應(yīng)量幾乎不受限制游颅，部分未使用的打印粉末也可以重復(fù)使用湿铃。從這個(gè)意義而言，砂型3D打印有助于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)生產(chǎn)诞昧，對(duì)降低碳排放具有積極意義碉办。

砂型3D打印廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域的模具制造，尤其是需要高效生產(chǎn)復(fù)雜零件的應(yīng)用領(lǐng)域步嘹。例如汽車虐干、航空航天領(lǐng)域中，砂型3D打印具體應(yīng)用在車輪或螺旋槳等零部件的制造肘习。  

英國(guó)鑄造廠Boro Foundry就曾使用3D打印的砂模來(lái)生產(chǎn)備件掖蛤。對(duì)于一輛歷史悠久的蒸汽機(jī)車，Boro Foundry根據(jù)20世紀(jì)50年代的原始工程圖紙制造了一個(gè)新的過(guò)熱器頭井厌。通過(guò)使用砂型3D打印，鑄造廠節(jié)省了2/3的成本致讥，并將組裝時(shí)間從超過(guò)14小時(shí)減少到僅需3.5小時(shí)仅仆。  

砂型3D打印還可用于家具設(shè)計(jì)、藝術(shù)創(chuàng)作和修復(fù)領(lǐng)域，并且適用于制作原型和小批量產(chǎn)品生產(chǎn)墓拜。

*砂型3D打印的車輪模具（來(lái)源：voxeljet維捷三維）

voxeljet維捷三維港柜、峰華卓立、共享智能裝備咳榜、ExOne等國(guó)內(nèi)外3D打印企業(yè)專注于砂型加工夏醉，將傳統(tǒng)鑄造工藝與靈活高效的砂型3D打印技術(shù)相融合，持續(xù)優(yōu)化和提高生產(chǎn)供應(yīng)環(huán)節(jié)涌韩。  

德國(guó)企業(yè)voxeljet維捷三維提供多種砂型3D打印系統(tǒng)畔柔，包括VX 200、500模朋、1000布橄、2000和 4000等，不同設(shè)備提供不同尺寸的打印平臺(tái)谆府。

2023年荠涂，作為寶馬集團(tuán)最大的零部件工廠，蘭茨胡特工廠的首條砂芯3D打印工業(yè)化生產(chǎn)線是voxeljet維捷三維的一個(gè)重要里程碑灯趁，也使寶馬集團(tuán)得以推進(jìn)其發(fā)動(dòng)機(jī)零件的設(shè)計(jì)裙靶。

*voxeljet VX4000是目前最大的砂型3D打印機(jī)（來(lái)源：voxeljet）

峰華卓立自主研發(fā)生產(chǎn)的砂型3D打印機(jī)PCM系列，型號(hào)從PCM450到PCM2500稼炉，覆蓋市面上基本所有需求犹喜，同時(shí)支持定制化生產(chǎn)。  

共享智能裝備在2024年TCT亞洲展Innovation Gallery 創(chuàng)新展區(qū)展示了【砂·3D打印音箱】茴典，以石英砂為原材料狰宗，由砂型3D打印設(shè)備AJS 2500一體成型打印而成，產(chǎn)品具有獨(dú)特的砂礫質(zhì)感消院，于細(xì)節(jié)中展現(xiàn)科技的浪漫甘沾。

2021年，ExOne被Desktop Metal收購(gòu)穴店，但仍在經(jīng)營(yíng)砂型3D打印業(yè)務(wù)撕捍，并專注于粘結(jié)劑噴射系統(tǒng)，是砂型3D打印的領(lǐng)導(dǎo)者之一泣洞。

盡管與樹(shù)脂忧风、聚合物和金屬3D打印相比，砂型3D打印的應(yīng)用范圍較窄球凰，但它確實(shí)能夠滿足特定的需求狮腿。因此，越來(lái)越多的服務(wù)提供商為了更好地滿足客戶需求呕诉，將砂型3D打印納入自己的服務(wù)范圍缘厢，并幫助希望通過(guò)3D打印技術(shù)優(yōu)化砂型鑄造工藝流程吃度，但自身又沒(méi)有資源投資砂型3D打印機(jī)的小型鑄造廠。   

*文中提到的公司不存在任何形式的商業(yè)合作贴硫、贊助椿每、雇傭等利益關(guān)聯(lián)。圖片來(lái)自于網(wǎng)絡(luò)英遭，僅作輔助閱讀的用途砂腰，不存在商業(yè)目的。版權(quán)歸屬于原作者蔑氛，一旦有任何侵權(quán)之舉潘娄，請(qǐng)權(quán)利人及時(shí)與我們聯(lián)系，我們會(huì)即刻刪除补屎。   

TCT Asia 2025

時(shí)間與地點(diǎn)  

3月17日 09:00 - 17:30   

3月18日 09:00 - 17:30   

3月19日 09:00 - 15:00  

國(guó)家會(huì)展中心（上海）7.1&8.1館     

【關(guān)于TCT亞洲視角】   

TCT視角聚焦全球增材制造市場(chǎng)厅肩，洞察增材制造的商業(yè)價(jià)值，與我們探索更多增材制造帶來(lái)的無(wú)限可能臣搏。   

（TCT亞洲視角）

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