在鑄件生產(chǎn)時(shí)，砂型鑄造是一種常用的鑄造工藝。鑄造，是金屬加工的方式之一，是將液體金屬澆鑄到與零件形狀相適應(yīng)的鑄造空腔中，待其冷卻凝固后，獲得具有一定形狀、尺寸和性能的金屬零件毛坯的金屬加工方法。但鑄件的結(jié)構(gòu)形狀越復(fù)雜，鑄模造型也就越麻煩?？焖俪尚图夹g(shù)使得成形過程的難度與待成形物理實(shí)體形狀的復(fù)雜程度無關(guān)。因此，今天砂型鑄模的許多造型任務(wù)都要用3D打印機(jī)來完成，這一寶貴技術(shù)特征使它能最好地適應(yīng)當(dāng)代制造業(yè)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境而飛速地發(fā)展起來。

時(shí)下非?；馃岬脑霾闹圃旒夹g(shù)（常被稱為3D打印技術(shù)）則是一種制造原理的突破，它不需要任何專門的輔助工具，并且不受批量大小的限制，能夠直接從CAD三維模型快速地轉(zhuǎn)變?yōu)槿S實(shí)體模型，而產(chǎn)品造價(jià)幾乎與零件的復(fù)雜性無關(guān)，特別適合于復(fù)雜的、帶有精細(xì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的零件制造；并且制造柔性極高，一臺(tái)機(jī)器就可以用來制造各種各樣形狀的零件。

快速成型技術(shù)只需要傳統(tǒng)加工方法30%～50%的工時(shí)和20%～35%的成本就能直接制造產(chǎn)品樣品或模具。3D 打印原型已廣泛地應(yīng)用于機(jī)械、電子、汽車、航空、航天領(lǐng)域，隨著該項(xiàng)技術(shù)的日臻完善，已經(jīng)給制造業(yè)帶來一場(chǎng)革命。

快速原型作為鑄造模具可以用于砂型鑄造、 熔模鑄造、 陶瓷型精密鑄造、 石膏型精密鑄造。直接 3D 打印砂型,省去了傳統(tǒng)工藝的模型, 按照鑄型 CAD 模型(包括澆注系統(tǒng)等工藝信息)的幾何信息精確控制造型材料的堆積過程,直接制造鑄型，是傳統(tǒng)鑄造過程的重大變革。

那鑄造和3D打印如何結(jié)合呢？

工業(yè)零件的模具，是由一整套組合拼接、組合而成。

這一整套模具，都可以通過3D打印技術(shù)來完成。在3D打印機(jī)的CAD文件里，一整套模具是這樣“平躺”在打印臺(tái)上的。

由于砂型3D打印機(jī)的成型缸空間比較充裕，所以出于節(jié)省成本的考慮，在打印之前，工程師能夠把很多模型文件都導(dǎo)入進(jìn)去。所以每次打印之前，模型數(shù)據(jù)看起來密密麻麻的。

與常見的桌面型3D打印機(jī)不同，一臺(tái)砂型3D打印機(jī)體積是相當(dāng)大的，因此只有在工廠里才能看到。以睿咔智造現(xiàn)在使用的德國(guó)砂型打印機(jī)，成型尺寸達(dá)2米×1米×1米，下圖可以直觀地看到機(jī)器與人的大小比例。

3D打印的過程，就是先鋪一層砂，用粘接劑進(jìn)行固化，然后層層疊加。砂模的材料是石英砂，由于是利用樹脂把砂材料粘結(jié)起來，所以這種砂也叫樹脂砂。樹脂砂材料的層厚可以低至僅僅300微米（三根人類頭發(fā)絲的厚度）。

（打印過程）

打印完成后，還需要進(jìn)行清理和取件。

我們以一個(gè)渦輪工業(yè)件的制作為例，看看這個(gè)部件是怎么制造的。

在第三步中，我們看到“3D打印模具與傳統(tǒng)模具的組合”。因?yàn)橐惶啄＞咄怯缮靶竞屯饽＝M合在一起的，砂芯的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，外模相對(duì)簡(jiǎn)單。所以很多廠家出于成本的考量，只用3D打印來制作砂芯，外模還是用傳統(tǒng)工藝制造。當(dāng)然，完全可以直接一體打印制造。

傳統(tǒng)的砂型制造流程一般是：CAD設(shè)計(jì)→工藝仿真→模件制作→工裝夾具制造→砂型制造→鑄造。而使用3D打印后，流程就是CAD設(shè)計(jì)→工藝仿真→3D打印砂型→鑄造。原來往往要一個(gè)月的周期，現(xiàn)在只要幾天就可以完成，大大縮短了生產(chǎn)周期，并且省掉了大量的人工工作。

以下是一些應(yīng)用案例：

3D打印砂型鑄造的優(yōu)勢(shì)

●節(jié)省時(shí)間：交貨周期短

●節(jié)約成本：無需工具的打造

●對(duì)于數(shù)量、形狀設(shè)計(jì)和變型的靈活性高

●幾乎任何復(fù)雜的幾何形狀

●復(fù)雜的核心可被整體打造并精確的重造

●尺寸：從小部件至2000 x 1000 x 1000毫米

●和傳統(tǒng)模具的打造相比沒有儲(chǔ)藏和維護(hù)費(fèi)用

●任意的混合制造法以及和傳統(tǒng)工藝的結(jié)合

●零部件/逆向工程

在鑄件生產(chǎn)時(shí)，砂型鑄造是一種常用的鑄造工藝。鑄造，是金屬加工的方式之一，是將液體金屬澆鑄到與零件形狀相適應(yīng)的鑄造空腔中，待其冷卻凝固后，獲得具有一定形狀、尺寸和性能的金屬零件毛坯的金屬加工方法。但鑄件的結(jié)構(gòu)形狀越復(fù)雜，鑄模造型也就越麻煩?？焖俪尚图夹g(shù)使得成形過程的難度與待成形物理實(shí)體形狀的復(fù)雜程度無關(guān)。因此，今天砂型鑄模的許多造型任務(wù)都要用3D打印機(jī)來完成，這一寶貴技術(shù)特征使它能最好地適應(yīng)當(dāng)代制造業(yè)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境而飛速地發(fā)展起來。

時(shí)下非?；馃岬脑霾闹圃旒夹g(shù)（常被稱為3D打印技術(shù)）則是一種制造原理的突破，它不需要任何專門的輔助工具，并且不受批量大小的限制，能夠直接從CAD三維模型快速地轉(zhuǎn)變?yōu)槿S實(shí)體模型，而產(chǎn)品造價(jià)幾乎與零件的復(fù)雜性無關(guān)，特別適合于復(fù)雜的、帶有精細(xì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的零件制造；并且制造柔性極高，一臺(tái)機(jī)器就可以用來制造各種各樣形狀的零件。

快速成型技術(shù)只需要傳統(tǒng)加工方法30%～50%的工時(shí)和20%～35%的成本就能直接制造產(chǎn)品樣品或模具。3D 打印原型已廣泛地應(yīng)用于機(jī)械、電子、汽車、航空、航天領(lǐng)域，隨著該項(xiàng)技術(shù)的日臻完善，已經(jīng)給制造業(yè)帶來一場(chǎng)革命。

快速原型作為鑄造模具可以用于砂型鑄造、 熔模鑄造、 陶瓷型精密鑄造、 石膏型精密鑄造。直接 3D 打印砂型,省去了傳統(tǒng)工藝的模型, 按照鑄型 CAD 模型(包括澆注系統(tǒng)等工藝信息)的幾何信息精確控制造型材料的堆積過程,直接制造鑄型，是傳統(tǒng)鑄造過程的重大變革。

那鑄造和3D打印如何結(jié)合呢？

工業(yè)零件的模具，是由一整套組合拼接、組合而成。

這一整套模具，都可以通過3D打印技術(shù)來完成。在3D打印機(jī)的CAD文件里，一整套模具是這樣“平躺”在打印臺(tái)上的。

由于砂型3D打印機(jī)的成型缸空間比較充裕，所以出于節(jié)省成本的考慮，在打印之前，工程師能夠把很多模型文件都導(dǎo)入進(jìn)去。所以每次打印之前，模型數(shù)據(jù)看起來密密麻麻的。

與常見的桌面型3D打印機(jī)不同，一臺(tái)砂型3D打印機(jī)體積是相當(dāng)大的，因此只有在工廠里才能看到。以睿咔智造現(xiàn)在使用的德國(guó)砂型打印機(jī)，成型尺寸達(dá)2米×1米×1米，下圖可以直觀地看到機(jī)器與人的大小比例。

3D打印的過程，就是先鋪一層砂，用粘接劑進(jìn)行固化，然后層層疊加。砂模的材料是石英砂，由于是利用樹脂把砂材料粘結(jié)起來，所以這種砂也叫樹脂砂。樹脂砂材料的層厚可以低至僅僅300微米（三根人類頭發(fā)絲的厚度）。

（打印過程）

打印完成后，還需要進(jìn)行清理和取件。

我們以一個(gè)渦輪工業(yè)件的制作為例，看看這個(gè)部件是怎么制造的。

在第三步中，我們看到“3D打印模具與傳統(tǒng)模具的組合”。因?yàn)橐惶啄＞咄怯缮靶竞屯饽＝M合在一起的，砂芯的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，外模相對(duì)簡(jiǎn)單。所以很多廠家出于成本的考量，只用3D打印來制作砂芯，外模還是用傳統(tǒng)工藝制造。當(dāng)然，完全可以直接一體打印制造。

傳統(tǒng)的砂型制造流程一般是：CAD設(shè)計(jì)→工藝仿真→模件制作→工裝夾具制造→砂型制造→鑄造。而使用3D打印后，流程就是CAD設(shè)計(jì)→工藝仿真→3D打印砂型→鑄造。原來往往要一個(gè)月的周期，現(xiàn)在只要幾天就可以完成，大大縮短了生產(chǎn)周期，并且省掉了大量的人工工作。

以下是一些應(yīng)用案例：

3D打印砂型鑄造的優(yōu)勢(shì)

●節(jié)省時(shí)間：交貨周期短

●節(jié)約成本：無需工具的打造

●對(duì)于數(shù)量、形狀設(shè)計(jì)和變型的靈活性高

●幾乎任何復(fù)雜的幾何形狀

●復(fù)雜的核心可被整體打造并精確的重造

●尺寸：從小部件至2000 x 1000 x 1000毫米

●和傳統(tǒng)模具的打造相比沒有儲(chǔ)藏和維護(hù)費(fèi)用

●任意的混合制造法以及和傳統(tǒng)工藝的結(jié)合

●零部件/逆向工程