在三维打印工艺下制造铸造砂型、尤其是铸造砂芯的方法以及在该方法中使用的砂混合物技术

公开了一种砂印工艺，所述砂印工艺用于制造铸造砂型或者铸造砂芯，其中，砂混合物包含气凝胶。此外，公开了一种具有气凝胶的砂混合物，设置所述砂混合物用于在砂印工艺中使用，所述砂印工艺用于制造铸造砂型或者铸造砂芯。

Method for manufacturing casting sand mold, especially casting sand core in three-dimensional printing process and sand mixture used in this method

A sand printing process is disclosed for manufacturing a casting sand mold or a casting sand core, wherein the sand mixture comprises an aerogel. In addition, a sand mixture with aerogels is disclosed, and the sand mixture is set up for use in the sand printing process. The sand printing process is used to make casting sand or casting sand core.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在三维打印工艺下制造铸造砂型、尤其是铸造砂芯的方法以及在该方法中使用的砂混合物
本专利技术涉及一种用于在包括三维的打印工艺的情况下制造铸造砂芯的方法（简称为砂印）以及一种用于在所述方法中使用的砂混合物。
技术介绍
从杂志《铸造》（2014年第10期，第74至77页）的文章《在铸造中的、创新的3D打印（Innovativer3-D-Druck）》中已知，为了浇铸金属部件、尤其是铁部件，使用基本上由砂制成的模具和型芯，所述模具和型芯已经由三维的打印工艺制成。在使用这种打印工艺时，仅依据数据记录（Datensatz）而无工具地制造模具和型芯。在此，以层的形式打印，所述层的厚度仅为一毫米的极小部分，其中，首先由砂混合物形成振动层，所述砂混合物包含型砂和活化剂，设备的打印头在区域处将粘合剂引入到所述振动层中，所述设备用于执行打印工艺，所述区域对于模具或者型芯的几何形状来说是重要的。根据所使用的粘合剂的类型，打印工艺例如被称为酚醛树脂工艺或者呋喃树脂工艺。本专利技术尤其是涉及呋喃树脂工艺。
技术实现思路
本专利技术基于的任务是，创建一种用于在包括三维的打印工艺的情况下制造铸造砂芯的方法以及一种用于在所述方法中使用的砂混合物，在应用或者使用所述砂混合物时，改进了铸造工艺和铸造工艺的结果。通过根据权利要求1的方法并且通过根据权利要求13的砂混合物解决了这个任务，所述砂混合物被用于在包括三维的打印工艺的情况下制造铸造砂芯。因此，根据本专利技术，在三维打印铸造砂型、尤其是铸造砂芯时使用砂混合物，所述砂混合物包含型砂和活化剂并且包含作为添加剂的气凝胶，所述活化剂用于硬化粘合剂。在砂印时对气凝胶的添加在多方面中有利地影响在铸造中的工作方法和铸造产品。提升了模具和型芯的强度。无层的或者层减少的浇注是可能的。降低了在浇铸时的排放。能够更容易地为铸件去芯。减少了铸造缺陷。减少了在球状石墨中的石墨退化（Graphitentartungen）。气凝胶是高度多孔的固体，所述气凝胶作为亲水性和疏水性的气凝胶存在，所述固体在其体积中由超过95%的孔构成。气凝胶能够由于其高的孔隙率能够在很大的程度上吸附气体。因此，通过包含在砂混合物中的气凝胶吸附铸造气体，所述铸造气体在浇铸时产生。由此，因而能够降低气体的份额或者迄今为止所进行的、用于吸出和气体净化的花费，所述份额被释放到环境中，通过所述努力应当阻止气体到环境中的释放，因此所述环境负载能够被降低。能够更容易地遵守排放上限。优选地，气凝胶作为颗粒或者粉末与与所述型砂或者芯砂混合。已经能够将活化剂或者粘合剂掺入混合物中。在通过砂印实际制造模具或者型芯时，由砂混合物形成层，在几何形状方面重要的区域中将粘合剂或者活化剂施加到所述层上，所述砂混合物包含型砂、活化剂或者粘合剂和气凝胶。在砂混合物中使用气凝胶也导致净化费用的和对在浇铸之后的铸件的后处理的减少。由于气凝胶的、促进分离（Zerfall）的特性，气凝胶颗粒的掺入简化了型芯的分离或者粉碎。它们在浇铸之后分解，并且，不必昂贵地、机械地被打碎。有利的是，当与所述型砂的颗粒大小类似地选择所述气凝胶的颗粒尺寸时。通常，型砂的颗粒大小小于0.4mm。优选地，所添加的气凝胶的量占所述砂混合物的0.5至8的体积百分比，所述砂混合物即混合物，由所述混合物分别在未完成的模具或者未完成的型芯上形成新的层，并且，然后将粘合剂施加在所述层上。优选地，如此构造气凝胶的孔隙尺寸，使得与镁反应的元素或者与镁反应的化合物能够由气凝胶吸附，所述与镁反应的化合物例如是含硫化合物和含氧化合物。这导致在模具的或者型芯的表面处的、减少的镁消耗，使得就球墨铸铁而言减少了石墨退化。作为添加剂尤其是能够考虑碳-气凝胶、间苯二酚-甲醛-气凝胶、二氧化硅-气凝胶或者氧化硅碳化物-气凝胶或者氧化锆-气凝胶或者这些类型的气凝胶的组合。气凝胶的使用是特别有利的，当所述粘合剂基于呋喃树脂时，因而当砂印工艺是呋喃树脂工艺时。在呋喃树脂基体上使用粘合剂实现了快速的打印以及在打印之后直接使用模具。用于在包括三维的打印工艺的情况下制造铸造砂芯时使用的砂混合物的特征在于，它包含型砂、粘合剂和气凝胶。优选地，就所述砂混合物而言，气凝胶的颗粒尺寸与型砂的颗粒大小类似。通常，型砂的颗粒大小小于0.4mm。优选地，由不同的组成部分如此地构成砂混合物，使得所添加的、气凝胶的份额占砂混合物的0.5至8的体积百分比，所述砂混合物即混合物，由所述混合物分别在未完成的模具或者未完成的型芯上形成新的层，并且，然后将粘合剂施加在所述层上。优选地，如此构造使用在砂混合物中的气凝胶的孔隙尺寸，使得与镁反应的元素或者与镁反应的化合物能够由所述气凝胶吸附，所述化合物例如是含硫化合物和含氧化合物。这导致在模具的或者型芯的表面处的、减少的镁消耗，使得就球墨铸铁而言减少了石墨退化。作为砂混合物的添加剂，尤其是考虑碳-气凝胶、间苯二酚-甲醛-气凝胶、二氧化硅-气凝胶或者氧化硅碳化物-气凝胶或者氧化锆-气凝胶或者这些类型的气凝胶的组合。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于在包括三维的打印工艺的情况下制造铸造砂型、尤其是铸造砂芯的方法，其中，使用型砂、粘合剂和活化剂，其特征在于，作为添加剂添加气凝胶。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.15 DE 102015225230.21.用于在包括三维的打印工艺的情况下制造铸造砂型、尤其是铸造砂芯的方法，其中，使用型砂、粘合剂和活化剂，其特征在于，作为添加剂添加气凝胶。2.根据权利要求1所述的方法，其中，使作为颗粒或者粉末的所述气凝胶与所述型砂混合。3.根据权利要求2所述的方法，其中，由砂混合物形成层，在几何形状方面重要的区域中将粘合剂或者活化剂施加到所述层上，所述砂混合物包含所述型砂和气凝胶。4.根据权利要求2或者3所述的方法，其中，与所述型砂的颗粒大小类似地选择所述气凝胶的颗粒尺寸。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述气凝胶的所述颗粒尺寸和所述型砂的所述颗粒大小都小于0.4mm。6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其中，所添加的气凝胶的量占所述砂混合物的0.5至8的体积百分比。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，如此构造所述气凝胶的孔隙尺寸，使得结合镁的元素或者化合物能够由所述气凝胶吸附，所述化合物例如是含硫化合物和含氧化合物。8.根据前述权利要求中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：O施皮斯，D恩德里希，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE