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在铸件生产时，砂型铸造是一种常用的铸造工艺。铸造，是金属加工的方式之一，是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中，待其冷却凝固后，获得具有一定形状、尺寸和性能的金属零件毛坯的金属加工方法。但铸件的结构形状越复杂，铸模造型也就越麻烦。快速成型技术使得成形过程的难度与待成形物理实体形状的复杂程度无关。因此，今天砂型铸模的许多造型任务都要用3D打印机来完成，这一宝贵技术特征使它能最好地适应当代制造业市场的竞争环境而飞速地发展起来。

时下非常火热的增材制造技术（常被称为3D打印技术）则是一种制造原理的突破，它不需要任何专门的辅助工具，并且不受批量大小的限制，能够直接从CAD三维模型快速地转变为三维实体模型，而产品造价几乎与零件的复杂性无关，特别适合于复杂的、带有精细内部结构的零件制造；并且制造柔性极高，一台机器就可以用来制造各种各样形状的零件。

快速成型技术只需要传统加工方法30%～50%的工时和20%～35%的成本就能直接制造产品样品或模具。3D 打印原型已广泛地应用于机械、电子、汽车、航空、航天领域，随着该项技术的日臻完善，已经给制造业带来一场革命。

快速原型作为铸造模具可以用于砂型铸造、 熔模铸造、 陶瓷型精密铸造、 石膏型精密铸造。直接 3D 打印砂型,省去了传统工艺的模型, 按照铸型 CAD 模型(包括浇注系统等工艺信息)的几何信息精确控制造型材料的堆积过程,直接制造铸型，是传统铸造过程的重大变革。

那铸造和3D打印如何结合呢？

工业零件的模具，是由一整套组合拼接、组合而成。

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这一整套模具，都可以通过3D打印技术来完成。在3D打印机的CAD文件里，一整套模具是这样“平躺”在打印台上的。

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由于砂型3D打印机的成型缸空间比较充裕，所以出于节省成本的考虑，在打印之前，工程师能够把很多模型文件都导入进去。所以每次打印之前，模型数据看起来密密麻麻的。

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与常见的桌面型3D打印机不同，一台砂型3D打印机体积是相当大的，因此只有在工厂里才能看到。以睿咔智造现在使用的德国砂型打印机，成型尺寸达2米×1米×1米，下图可以直观地看到机器与人的大小比例。

3D打印的过程，就是先铺一层砂，用粘接剂进行固化，然后层层叠加。砂模的材料是石英砂，由于是利用树脂把砂材料粘结起来，所以这种砂也叫树脂砂。树脂砂材料的层厚可以低至仅仅300微米（三根人类头发丝的厚度）。

（打印过程）

打印完成后，还需要进行清理和取件。

我们以一个涡轮工业件的制作为例，看看这个部件是怎么制造的。

在第三步中，我们看到“3D打印模具与传统模具的组合”。因为一套模具往往是由砂芯和外模组合在一起的，砂芯的结构比较复杂，外模相对简单。所以很多厂家出于成本的考量，只用3D打印来制作砂芯，外模还是用传统工艺制造。当然，完全可以直接一体打印制造。

传统的砂型制造流程一般是：CAD设计→工艺仿真→模件制作→工装夹具制造→砂型制造→铸造。而使用3D打印后，流程就是CAD设计→工艺仿真→3D打印砂型→铸造。原来往往要一个月的周期，现在只要几天就可以完成，大大缩短了生产周期，并且省掉了大量的人工工作。

以下是一些应用案例：

3D打印砂型铸造的优势

●节省时间：交货周期短

●节约成本：无需工具的打造

●对于数量、形状设计和变型的灵活性高

●几乎任何复杂的几何形状

●复杂的核心可被整体打造并精确的重造

●尺寸：从小部件至2000 x 1000 x 1000毫米

●和传统模具的打造相比没有储藏和维护费用

●任意的混合制造法以及和传统工艺的结合

●零部件/逆向工程

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