一种铸造砂型快速成型制造方法技术

本发明专利技术公开了一种铸造砂型快速成型制造方法，包括以下步骤，绘制砂型三维CAD模型；根据砂型三维CAD模型，进行切片分层，获得各层详细的截面轮廓信息，并根据零件制造精度要求设置切片层厚；配制砂型打印材料；配制粘接剂材料；通过3D打印设备的喷头将粘接剂材料喷射到砂型打印材料表面，然后经过层层铺砂打印；得到砂型毛坯；将砂型毛坯静置后去除杂质；将砂型毛坯进行加热处理，然后静置冷却至室温；对砂型毛坯进行表面处理，表面处理包括刻蚀、抛光；清除表面杂质；完成砂型制造。上述技术方案，制造砂型成形效率高、制造难度低、质量好、铸件尺寸精度高、固化速度快且实用性好。固化速度快且实用性好。固化速度快且实用性好。

【技术实现步骤摘要】
一种铸造砂型快速成型制造方法


[0001]本专利技术涉及铸造砂型
，具体涉及一种铸造砂型快速成型制造方法。

技术介绍

[0002]目前，铸造砂型(包括砂型和砂芯，以下统称铸型)的常用方法主要有以下两种：一种是用激光对覆膜砂进行选择性烧结。其基本方法是：先在工作台上铺一层覆膜砂，并加热至略低于覆膜砂融点温度，然后用激光束按照截面形状进行扫描，被扫描的部分融化、粘接成形，该层成形后，工作台下降一个层高，再进行下一层的铺料和烧结，直至最终逐层堆叠固化成铸型。这种方法的主要缺点是制成的铸型需二次固化，并且变形量大，影响砂型和砂芯的装配，铸件尺寸精度受影响。
[0003]另一种是对覆有固化剂的型砂进行选择性喷覆树脂，先在工作台上铺一层覆有固化剂的型砂，然后由计算机控制喷头按照切面形状精确地喷射树脂，树脂和砂粒表面的固化剂发生固化反应，一层层固化的型砂堆叠成铸型。这种方法的主要缺点是砂型树脂含量高，加工完铸型后固化速度慢，去砂困难，随后的铸造过程中铸造缺陷发生率高，制造难度高、实用性差。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种制造砂型成形效率高、制造难度低、质量好、铸件尺寸精度高、固化速度快且实用性好的铸造砂型快速成型制造方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种铸造砂型快速成型制造方法，包括以下步骤，
[0006](1)绘制砂型三维CAD模型；
[0007](2)根据砂型三维CAD模型，进行切片分层，获得各层详细的截面轮廓信息，并根据零件制造精度要求设置切片层厚；
[0008](3)配制砂型打印材料；
[0009](4)配制粘接剂材料；
[0010](5)将步骤(3)制备的砂型打印材料按照步骤(2)的切片层厚进行铺砂，通过3D打印设备的喷头将步骤(4)制备的粘接剂材料喷射到砂型打印材料表面，然后经过层层铺砂打印；
[0011](6)步骤(5)经过层与层之间相互结合后得到砂型毛坯；
[0012](7)将砂型毛坯静置后去除杂质；
[0013](8)将砂型毛坯进行加热处理，然后静置冷却至室温；
[0014](9)对砂型毛坯进行表面处理，表面处理包括刻蚀、抛光；
[0015](10)清除表面杂质；
[0016](11)完成砂型制造。
[0017]作为优选的：步骤(5)，第一层铺砂厚度为3
‑
4mm，每层打印完重新铺砂，从第二层起每层的铺砂厚度都为首层铺粉厚度的70％
‑
90％，打印层厚为：1
‑
2mm。
[0018]作为优选的：步骤(3)，采用铸造用型砂和PVA粉末混合配制成砂型打印材料，铸造用型砂为石英砂、陶粒砂、铬铁矿砂、锆英石砂、石灰石砂、刚玉砂、镁砂、耐火熟料砂、橄榄石砂中的一种或多种。
[0019]作为优选的：铸造用型砂的砂粒径为30
‑
100um，PVA粉末的粒度30
‑
60um，铸造用型砂的质量分数为98％，PVA粉末的质量分数为2％。
[0020]作为优选的：步骤(4)，采用乙醇和去离子水混合制备粘接剂材料，乙醇与去离子水的质量比为1:1，通过搅拌机搅拌5min，并静置3min之后制成粘接剂材料。
[0021]作为优选的：步骤(5)，层与层之间相互结合形成具有特定形状的三维结构，具有特定形状的三维结构为类桁架结构或晶格结构的非晶制品，类桁架结构或晶格结构的非晶制品为已知结构尺寸的标准结构或根据需求自行设计的结构与尺寸。
[0022]作为优选的：步骤(8)，将砂型毛坯通过远红外线加热器加热，加热温度为100～200℃，加热时间为15～120min。
[0023]作为优选的：步骤(7)和步骤(10)，分别通过负压吸附装置和毛刷去除杂质。
[0024]采用上述技术方案：与现有技术相比，本专利技术有益效果如下：
[0025]本专利技术将步骤(3)制备的砂型打印材料按照步骤(2)的切片层厚进行铺砂，通过3D打印设备的喷头将步骤(4)制备的粘接剂材料喷射到砂型打印材料表面，然后经过层层铺砂打印，层与层之间相互结合后得到砂型毛坯；将砂型毛坯静置后去除杂质；砂型毛坯进行加热处理，然后静置冷却至室温；对砂型毛坯进行表面处理，表面处理包括刻蚀、抛光；清除表面杂质；完成砂型制造。制造砂型成形效率高、制造难度低、质量好、铸件尺寸精度高、固化速度快且实用性好。
[0026]下面结合说明书附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。
附图说明
[0027]图1为本专利技术实施例的工艺流程图。
具体实施方式
[0028]参见图1，本专利技术公开的一种铸造砂型快速成型制造方法，
[0029]包括以下步骤，
[0030](1)绘制砂型三维CAD模型；
[0031](2)根据砂型三维CAD模型，进行切片分层，获得各层详细的截面轮廓信息，并根据零件制造精度要求设置切片层厚；
[0032](3)配制砂型打印材料；
[0033](4)配制粘接剂材料；
[0034](5)将步骤(3)制备的砂型打印材料按照步骤(2)的切片层厚进行铺砂，通过3D打印设备的喷头将步骤(4)制备的粘接剂材料喷射到砂型打印材料表面，然后经过层层铺砂打印；
[0035](6)步骤(5)经过层与层之间相互结合后得到砂型毛坯；
[0036](7)将砂型毛坯静置后去除杂质；
[0037](8)将砂型毛坯进行加热处理，然后静置冷却至室温；
[0038](9)对砂型毛坯进行表面处理，表面处理包括刻蚀、抛光；
[0039](10)清除表面杂质；
[0040](11)完成砂型制造。
[0041]作为优选的：步骤(5)，第一层铺砂厚度为3
‑
4mm，每层打印完重新铺砂，从第二层起每层的铺砂厚度都为首层铺粉厚度的70％
‑
90％，打印层厚为：1
‑
2mm。
[0042]作为优选的：步骤(3)，采用铸造用型砂和PVA粉末混合配制成砂型打印材料，铸造用型砂为石英砂、陶粒砂、铬铁矿砂、锆英石砂、石灰石砂、刚玉砂、镁砂、耐火熟料砂、橄榄石砂中的一种或多种。
[0043]作为优选的：铸造用型砂的砂粒径为30
‑
100um，PVA粉末的粒度30
‑
60um，铸造用型砂的质量分数为98％，PVA粉末的质量分数为2％。
[0044]作为优选的：步骤(4)，采用乙醇和去离子水混合制备粘接剂材料，乙醇与去离子水的质量比为1:1，通过搅拌机搅拌5min，并静置3min之后制成粘接剂材料。
[0045]作为优选的：步骤(5)，层与层之间相互结合形成具有特定形状的三维结构，具有特定形状的三维结构为类桁架结构或晶格结构的非晶制品，类桁架结构或晶格结构的非晶制品为已知结构尺寸的标准结构或根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铸造砂型快速成型制造方法，其特征在于：包括以下步骤，(1)绘制砂型三维CAD模型；(2)根据砂型三维CAD模型，进行切片分层，获得各层详细的截面轮廓信息，并根据零件制造精度要求设置切片层厚；(3)配制砂型打印材料；(4)配制粘接剂材料；(5)将步骤(3)制备的砂型打印材料按照步骤(2)的切片层厚进行铺砂，通过3D打印设备的喷头将步骤(4)制备的粘接剂材料喷射到砂型打印材料表面，然后经过层层铺砂打印；(6)步骤(5)经过层与层之间相互结合后得到砂型毛坯；(7)将砂型毛坯静置后去除杂质；(8)将砂型毛坯进行加热处理，然后静置冷却至室温；(9)对砂型毛坯进行表面处理，表面处理包括刻蚀、抛光；(10)清除表面杂质；(11)完成砂型制造。2.根据权利要求1所述的一种铸造砂型快速成型制造方法，其特征在于：步骤(5)，第一层铺砂厚度为3
‑
4mm，每层打印完重新铺砂，从第二层起每层的铺砂厚度都为首层铺粉厚度的70％
‑
90％，打印层厚为：1
‑
2mm。3.根据权利要求1所述的一种铸造砂型快速成型制造方法，其特征在于：步骤(3)，采用铸造用型砂和PVA粉末混合配制成砂型打印材料，铸造用型砂为石英砂、陶粒砂、铬铁矿砂、...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞建国，李向英，黄孝爽，郑正克，
申请(专利权)人：永嘉盛力铸锻有限公司，
类型：发明
国别省市：