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本发明属于砂型铸造技术领域，具体是一种具有梯度孔隙结构的3D打印砂芯及打印方法，所述砂芯截面为由内至外依次分布的高孔隙支撑层、过渡透气层和致密型腔层构成的梯度孔隙结构；所述过渡透气层内置中空空腔结构，所述高孔隙支撑层设于中空空腔结构中。致密型腔层保证铸件表面光洁，过渡透气层梯度排气避免气孔，高孔隙支撑层起到支撑作用，提升铸件的铸造质量；砂芯制备则通过不同的打印层厚和喷墨量来达到梯度孔隙结构。

本发明涉及砂型铸造技术领域，具体公开了一种铝合金薄壁件用梯度排气砂型及其制备方法，所述砂型包括由内至外设置的型腔表面层（硬度90‑95 HB）、过渡层（硬度80→70梯度下降）和背砂层（硬度60‑65 HB），其中型腔表面层嵌有微孔陶瓷排气棒（直径0.3–0.8mm，间距1–3mm），排气棒由莫来石纤维基体及纳米γ‑Al₂O₃涂层构成，孔隙率40–50%，贯穿至背砂层形成定向排气网络。制备方法包括：分层混砂（型腔层含1.0–1.5%酚醛树脂，背砂层含0.4–0.6%树脂+4–6%淀粉）；填砂至距型腔表面1–3mm时植入排气棒（定位精度±0.1mm）；梯度压实（型腔高压3.0–4.0MPa、过渡区振动20–30Hz、背砂气流0.1–0.2MPa）；微波固化（2.5–3.5kW，60–120s）。本发明同步解决薄壁件（≤5mm）热裂与气孔缺陷，提升铸件良率至95%以上。

本发明属于金属铸造技术领域，具体是一种用于汽车领域快速冷却的砂型铸造方法，包括砂型制备、砂芯冷冻、合箱、浇注、快速冷却、脱模、后处理等步骤。采用将砂型冷冻的方式，加大铸件浇注后铝液温度与铸型温度的温度差，提高铸件的冷却速度，实现细化晶粒及共晶组织球化。