一种铸造砂型微滴喷射和高能束流复合成形方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于增材制造领域，公开的一种铸造砂型微滴喷射和高能束流复合成形方法及装置。该方法是将3D打印用原砂预先混合固化剂，采用铺砂装置将混合了固化剂的原砂均匀铺设在可升降工作平台上，计算机根据模型的当前层截面信息，控制打印喷头喷射粘结剂，完成当前层图案的打印成形，之后驱动高能束流系统沿着当前层截面图案的内外轮廓扫描，加热烧蚀喷射了粘结剂的砂型，完成当前层图案的精确成形；之后计算机驱动工作平台下降固定层厚距离，层层铺砂、层层喷射粘结剂以及层层加热烧蚀图案内外轮廓，最终完成砂型的成形制造。采用本方法制造的砂型具有几何精度高，表面易清砂等优点，具有很强的推广应用价值。具有很强的推广应用价值。具有很强的推广应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种铸造砂型微滴喷射和高能束流复合成形方法及装置


[0001]本专利技术属于增材制造领域，具体涉及一种铸造砂型微滴喷射和高能束流复合成形方法及装置。

技术介绍

[0002]砂型3D打印技术是一种基于分层制造原理的砂型快速制造技术。目前，砂型3D打印技术大都是基于粉床的快速成形方法，在砂型3D打印过程中重复铺砂和打印工序，层层制作，最终打印成所需砂型。在砂型3D打印过程中，喷射的粘结剂通过在型砂颗粒之间的孔隙中自由的渗透扩散实现型砂颗粒的粘结。目前采用该方法制造的砂型表面通常粘附有一层没有强度的浮砂，需要在后期清砂过程中进行清理。由于浮砂与打印的砂型表面具有一定的粘附力，很难仅仅借助工业吸尘器产生的负压气流实现浮砂清理。在实际生产过程中，通常需要人工借助毛刷手动清理砂型表面浮砂。
[0003]目前的砂型3D打印成形装置仍存在以下问题：
[0004]1、打印喷头喷射的粘结剂在砂层中处于弱约束渗透及扩散，打印砂型内外轮廓精度低；
[0005]2、复杂结构砂型表面浮砂自动清理困难。

技术实现思路
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铸造砂型微滴喷射和高能束流复合成形方法，其特征在于该方法包括如下步骤：步骤1：计算机控制可升降工作平台下降一定距离，驱动铺砂装置在可升降工作平台表面均匀铺设原砂颗粒作为底砂，铺设完成后取出铺砂装置中原砂；步骤2：将原砂颗粒与固化剂按照一定的比例进行均匀搅拌，并将搅拌后的型砂送入铺砂装置中；步骤3：计算机控制可升降工作平台下降固定层厚，驱动铺砂装置在可升降工作平台上均匀铺设一层混合了固化剂的型砂；步骤4：计算机根据模型的当前层截面信息，控制打印喷头喷射粘结剂，之后控制高能束流沿着打印砂型截面内外轮廓进行扫描，使所扫描的当前层打印砂型的内外轮廓温度达到树脂失效的温度，进而烧蚀砂型内外轮廓；步骤5：当铺砂装置中储存的混合了固化剂的型砂充足时，重复步骤3、步骤4，当铺砂装置中储存的混合了固化剂的型砂不足时，先执行步骤2，再重复步骤3、步骤4；步骤6：重复步骤5，层层铺砂、层层打印粘结剂以及层层加热烧蚀砂型内外轮廓，直至逐层堆积最终完成砂型的微滴喷射和高能束流复合成形；步骤7：取出及清理砂型。2.根据权利要求1所述的铸造砂型微滴喷射和高能束流复合成形方法，其特征在于所述打印喷头是采用组合阵列式设计，通过往复扫描式打印粘结剂，实现当前层砂型的打印成形。3.根据权利要求1所述的铸造砂型微滴喷射和高能束流复合成形方法，其特征在于所述打印喷头是采用单喷嘴设计，按照当前层砂型截面填充路径进行粘结剂喷射，实现当前层砂型的打印成形。4.根据权利要求1所述的铸造砂型微滴喷射和高能束流复合成形方法，其特征在于所述高能束流发生器可以是激光器，也可以是电子束发生器，其扫描工作直径在0.10mm
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0.20mm。5.根据权利要求1所述的铸造砂型微滴喷射和高能束流复合成形方法，其特征在于所述粘结剂为有机或无机粘结剂。6.根据权利要求1所述的铸造砂型微滴喷射和高能束流复合成形方法，其特征在于所述原砂为石英砂、陶粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨高阳，单忠德，郭智，王绍宗，冉跃龙，
申请(专利权)人：北京机科国创轻量化科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：