吹砂最初是用在芯砂的紧实成型上，它的工作原理如图1-37所示。开启吹砂阀后，压缩空气 （0.5～0.6MPa）从进气孔进入吹砂头，搅动芯砂并携带其经吹砂孔进入芯盒中。芯砂在芯盒内得到紧实，压缩空气则由排气孔排出。
研究表明，吹砂过程可以分为两个阶段，如图1-38所示。设吹砂开始时间为0，则从0～0.3s左右的时间为第一阶段。在此阶段开始的0.1s左右的一段时间内，砂流速度较高，达9～18m/s（见图1-39）；但压缩空气经过芯盒内砂层时的压降P1-P2值并不大。可见这时砂流的动能是芯砂紧实的主要因素。在此后的0.2s时间中，P1-P2值逐渐增大，但砂流速度则下降到3m/s左右。这时压力差又成为进一步紧实芯砂的主要因素。在上述第一阶段中，芯砂已基本充满了芯盒。从0.3～0.5s为第二阶段。这时PB-P1起主要作用，使芯盒上部的芯砂得到进一步的充填和紧实。在0.5s以后，吹砂已经完成，各处空气压力均保持不变。（注：上述数据都是在排气孔位于芯盒底部的条件下得出的；排气孔位置对吹砂过程有相当的影响，排气孔在上方时，压力差的作用较其在下方时小。）
吹砂紧实的最大优点是紧实时间短，因之生产率高。但是它对芯砂的流动性要求高，有些湿压强度高的芯砂不宜于用吹砂紧实。
图1-37 吹砂工作原理示意图
1—进气孔；2—吹砂头；3—吹砂孔；4—芯盒；5—排气孔
图1-38 吹砂紧实过程中各部位压力变化情况
图1-39 进入芯盒以后的砂流速度与时间的关系
图1-40 射砂机构示意图
1—射砂筒；2—射腔；3—射砂孔；4—排气塞；5—砂斗；6—砂闸板；7—射砂阀；8—储气包；9—射砂头；10—射砂板；11—芯盒；12—工作台
射砂是在吹砂基础上发展起来的一种充填方法。射砂机构如图1-40所示。射砂时，大口径快动射砂阀迅速开启，储气包中的压缩空气进入射腔内并骤然膨胀，然后通过射砂筒上部的横缝和中部、下部的竖缝进入射砂筒内。当射砂筒的气压达到一定大小时，被流态化的芯砂即由射砂筒下部截面逐渐收缩的部分经过射砂孔射进芯盒中。而压缩空气则经射砂板上的排气塞排出。
清华大学在1999年利用数字式高速摄像机（最高拍摄速率为3000帧/s，所用拍摄速率为500帧/s）对冷芯盒射芯过程进行了研究。当射砂压力为0.15MPa时，测得的砂流在射砂过程开始时的速度为5.3～6.6m/s（见图1-41），而气流速度在射砂孔附近可达到172.6m/s。
由此可见，射砂和吹砂一样都属于气力紧实。但前者在机器结构上有所改进，主要是采用了大口径的快动射砂阀，使压缩空气在进入射腔时发生骤然膨胀并在射砂筒内迅速建立起一定的压力，同时把排气孔大多安放在芯盒顶部。这样就使射砂与吹砂相比有下列优点：①由于压缩空气很少扰动芯砂，射制一个砂芯所消耗的压缩空气较少因而节约了能源消耗；②由于压缩空气从射砂筒上的竖缝侵入其中而使芯砂流态化，对芯砂的流动性要求有所降低，并可射制普通湿型砂；③芯盒磨损少。(www.xing528.com)
图1-41 射砂初期的高速摄影
采用合成树脂黏结剂芯砂制的砂芯，其硬化是借助于加热或吹气在芯盒内进行的。因此对于制芯来讲，射砂过程就是芯砂充填芯盒并被紧实的过程。
图1-42 射砂压力、 压实比压与砂型硬度的关系
（注：量测硬度时使用的硬度计为GF型）
1—单纯压实；2—0.4MPa射砂；3—0.5 MPa射砂；4—0.7MPa射砂
然而，对于制作黏土砂湿型来讲，射砂主要是使型砂充填砂箱并有一些预紧实作用，但必须进行终紧实才能使砂型达到所要求的紧实度。近几十年的生产实践表明，采用射砂加压实的复合造型工艺，是获得优质砂型的有效方法之一。
在射压造型机上，射砂压力的高低只是在压实比压不高时才对所获得的砂型硬度有所影响；当压实比压达到0.7MPa后，砂型硬度基本上不受射砂压力的影响（见图1-42）。
在20世纪60年代及70年代，先后出现了无箱射压造型机 （见图1-43）和有箱射压造型机 （见图1-44）。它们所用的射砂压力一般为0.2～0.3 MPa，因为射砂的主要任务是使型砂充填到造型室或砂箱内各部位，特别是模样的根部及吊砂中。它们所用的压实比压一般为0.7～1.0MPa。
图1-43 垂直分型无箱射压造型
（a）造型室填砂；（b）压实；（c）取模及运送砂型
图1-44 水平分型有箱射压造型
（a）预填砂；（b）射砂；（c）压实
1—皮带；2—预填砂斗；3—震动筛；4、12、20—砂箱；5、13、21—型板；6、14、22—型板框；7、15、23—造型机工作台；8、16—射筒；9、17—横梁；10、18—射砂栅格；11、19—射砂框
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