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三维喷印(Three Dimensional Printing,3DP)技术作为一种主要的增材制造技术,具有成形效率高、成形材料类型丰富以及系统成本低等突出优点,在大尺寸砂型(芯)无模快速制造方面具有独特的优势。但是目前的3DP成形铸造砂型(芯)工艺,存在打印喷头维护困难、工艺稳定性差、发气量大等问题,限制了3DP技术在快速铸型领域的快速发展。本文提出一种基于溶剂法的3DP成形铸造砂型(芯)新工艺,研究了材料、工艺参数对3DP成形铸造砂型(芯)性能的影响规律。主要研究内容如下:提出了一种基于溶剂法的3DP成形铸造砂型(芯)新工艺。该工艺变传统喷射“粘性树脂型粘结剂”为“溶剂型粘结剂”,利用溶质溶解析出的原理进行3DP成形。采用传统热法覆膜工艺制备了3DP用宝珠覆膜砂材料,对其粉末特性进行表征,并配制了相应的醇基粘结剂。根据热塑性酚醛树脂的特性,制定了初坯的低温焙烧后处理工艺方案。基于惠普喷墨打印机,设计了3DP工艺原型机。研究了材料成分含量(树脂/无水乙醇)及工艺参数(喷液量/分层厚度)对3DP成形砂型(芯)性能的影响规律。在材料成分含量方面,随着树脂含量的增大,3DP成形宝珠覆膜砂试样的常温抗拉强度和发气量均增大;随着无水乙醇含量的增大,抗拉强度逐渐增大,而无水乙醇含量的变化对发气量没有明显影响。在工艺参数方面,在一定范围内,随着喷液量的增大,分层厚度的减小,砂型抗拉强度均逐渐增大;而两者对砂型的发气量影响较小。当树脂含量为2.5%,无水乙醇含量为90%,层厚为0.25mm,喷液量为每层扫描两遍时,3DP成形砂型(芯)的初坯抗拉强度为0.48MPa,后处理强度为3.787MPa,发气量为18.54ml/g。此外,精度测试结果显示制件尺寸在X、Y、Z方向呈增大趋势,尺寸偏差小于0.35mm或小于0.3%。最后浇注出12CrMo合金叶轮零件,经喷丸处理后铸件无明显表面缺陷。由于该工艺成形初坯强度相对较低,本文对覆膜砂进行改性,研究了α半水石膏对3DP成形覆膜砂砂型(芯)性能的影响。随着复合粉末中α半水石膏含量的增大,初坯的强度及后烧结强度均先增大再较小;但同时发气量明显增大,透气性也会降低。树脂含量为1.5%的宝珠覆膜砂,在添加3%α半水石膏后,初坯的最大抗拉强度达0.931MPa,是没有添加α半水石膏的3倍,初坯强度明显提高,后处理后850℃下发气量为13.3 ml/g,透气率为50.07。本文通过对基于溶剂法的3DP成形铸造砂型(芯)新工艺的研究表明,采用覆膜砂为成形材料,以醇基溶液作为粘结剂,利用3DP工艺成形铸造砂型(芯)的方法是可行的。该工艺具有不易堵塞喷头,工艺稳定性好等特点,为铸造砂型(芯)3DP成形提供了一种新的方法,有利于3DP快速铸型的推广和工程化应用。