Песок в качестве расходного материала для 3D печати

Как и в случае с воском, необходимо уточнить, что речь пойдет не о собственно песке, а о целой серии материалов порошкообразного типа. Эти расходные материалы используются в основном для прямой печати форм при литье изделий из металла. Среди производителей оборудования для 3D-печати на основе порошков большой известностью пользуется компания из Германии ExOne. Именно она и изготавливает большую часть принтеров такого типа. Интересно также, что формы из смеси песка и полимеров используются не только при промышленном литье, но и в таких областях, как архитектура, дизайн и др.

Особенности и преимущества литейных форм из песка

• Высокая точность (до 100 мкм);
• Толщина слоя при печати составляет от 0,28 до 0,5 мм
• Такие формы можно использовать без какой-либо пост-обработки;
• Размеры готовой модели могут составлять до 2,2 м

​

Разновидности песка

Производители предлагают большой разнообразие расходных песчаных материалов. Среди них:

• Кварцевый песок (Silica sand). Он входит в число самых распространенных материалов, которые применяются для изготовления литейных форм из песка и полимеров. С помощью этого материала можно добиться решения самых разных задач в области литья. Если вместе с этим типом песка используется фурановая смола в качестве связующего материала, то модели не требуется запекание и сразу же готова к работе. 
• Керамический песок (CeraBeds) используется для литья сталей и сплавов и состоит из особых гранул сферического типа синтетического происхождения. Благодаря ему можно обеспечить минимальное термическое расширение, а также высокий уровень огнеупорности, минимальное пригаривание и пористость. Важным преимуществом материала является его совместимость с любыми связующими веществами. 
• Хромированный песок (Chromite), как следует из его названия, имеет в составе хром и оксиды железа. Его широко применяют для литья изделий из стали и чугуна. Материал обладает высокой теплопроводностью и низким коэффициентом теплового расширения, что является залогом превосходной стабильности формы. Материал можно смешивать с кварцевым песком для получения изделий с поверхностями высочайшего качества.
• Циркониевый песок (Zircon) подходит для решения тех задач, в которых важным моментом является высокая производительность при литье. Циркониевый песок можно смешивать с кварцевым песком для того чтобы рассеить тепло. У материала высокий коэффициент теплового расширения, высокая температура плавления (2500°С) и плотность по Моосу 7,5.
• Оксид железа необходим в тех случаях, когда нужно предотвратить образование пустот и неровностей. В таких случаях оксид железа применяют в качестве добавки. Кроме того, его можно использовать для устранения дефектов литейных форм.

​

Характеристики материалов

* Коэффициент качества поверхностей является относительным и может зависеть от типа объекта. Здесь: 1 – худшее качество, 5 — лучшее качество.

Технология 3D-печати с применением песка

Для 3D-принтеров с использованием песка в качестве расходного материала применяется фирменная технология компании ExOne, которая называется ExOne Binder Jetting. Эта технология адаптирована для решения задач в промышленных масштабах. 

Видеообзор