[發明專利]中空蠟胚成型方法及其裝置

無效

• 申請號: 201110006447.6
• 申請日: 2011-01-13
• 公開（公告）號: CN102581220A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 陳夏宗;林益樟
• 申請（專利權）人: 私立中原大學
• 主分類號: B22C7/02
• 分類號: B22C7/02;B22C9/04
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨

技術領域

本發明涉及一種蠟胚成型方法及其裝置，其提供一種具有節省材料、減少機臺能源消耗、有效控制蠟胚尺寸、節省成本與減少脹殼問題的中空蠟胚的制程及其裝置。

背景技術

精密鑄造，其已廣泛地應用于生產精密的零組件，如飛機零件，精密鑄造主要由低熔點的蠟做出型胚，并進行翻模以得到相同形狀的金屬件，該制程具有蠟模制作、射蠟、組樹、沾漿淋砂、脫蠟、燒結、澆鑄、除殼、修剪澆口及最后修飾與檢驗。

上述的制程中的每步驟都會影響成品的品質，其中以射蠟步驟所制作出的蠟胚的品質最為顯著，若要得到良好且精密的金屬鑄件，則須制作出具有高品質表面與精度高尺寸的蠟胚，以供后續翻模使用。

然現有的精密鑄造的廠商，其普遍認為蠟胚為一過度品，而非最終產物，故射蠟的技術與設備未有太大的進展或新的制程，并且大都以試驗誤差(Trial-Error)方式設計蠟胚模的尺寸。

雖在精鑄業中，業界與學界對于蠟胚所關注的問題大都是在其收縮率與變形量上，也即尺寸的問題，其均會嚴重影響翻模的精度與品質，這方面的文獻多集中于現有的射蠟的制程參數，如料溫、射出壓力和射出時間對于收縮率變化的影響或應用模擬分析進行蠟件的收縮預測，對于新制程的開發則較少。

現有的蠟胚的尺寸控制的方式有下述數種：

(1)加高機器射出壓力，使保壓效果加強，但蠟胚易起毛邊。

(2)立即取出剛完成射出成型的蠟胚，并丟入冷水中，以使蠟胚的表皮層凝固較厚，以抵抗收縮。

(3)針對較厚處以埋件方式處理，以減少蠟胚的厚度。

(4)于蠟料中加入添加物，如塑膠。

(5)以人工修補或重新熔融射出，以調整至所需的尺寸或外型。

(6)制具矯型。

上述的方式雖可達到控制收縮率或變形的問題，但該方式都為二次后加工制程以修飾成品，無形中增加成本，也達不到節能省料的功效，對于提升精度與合格率也有限。

發明內容

有鑒于上述的缺點，本發明的目的在于提供一種中空蠟胚成型方法及其裝置，其提供一種可得到較佳表面品質及良好尺寸控制的中空蠟胚的制法流程及其裝置。

為了達到上述的目的，本發明的技術手段在于提供一種中空蠟胚成型方法，其步驟具有：

注入高壓流體：將一高壓流體注入至少一個具有半熔融狀態的蠟材的模具中。

成型：高壓流體使蠟材成為一中空體，待蠟材凝固冷卻，以形成為一中空蠟胚。

如上所述的注入高壓流體的步驟前具有一增壓的步驟，其將流體加壓為高壓流體，高壓液體儲存于一儲存器中，高壓流體是一增加器將該流體加壓為該高壓流體，并且流體由一流體源所提供，該流體是氣體或液體的其中之一，該氣體為二氧化碳、氮氣或任一惰性氣體的其中之一，該液體是水。

如上所述的注入高壓流體的步驟，其當一射蠟機將熔融的蠟材射入至少一個模具后，射蠟機給予一流體控制器一個蠟材射出終止的信號，而該流體控制器開啟一閥體，以使儲存于儲存槽的高壓流體注入模具中，流體控制器設定有高壓流體的注入條件，以控制閥體的開啟或關閉，注入條件為流體壓力、持壓時間、開始注入時間或終止注入時間的其中之一。

為了達到上述的目的，本發明復提供一種中空蠟胚成型裝置，其具有一流體源、一增壓器、一儲存槽、至少一個模具、一射蠟機與一流體控制器。

增壓器以管路連接流體源。

儲存槽以管路連接增壓器。

模具以管路連接儲存槽，并且該管路設有一閥體。

射蠟機以管路連接模具。

流體控制器分別電性連接射蠟機與閥體。

承上所述的本發明的中空蠟胚成型方法及其裝置，其利用高壓流體，并將其注入呈半熔融狀態的蠟件中，待蠟件凝固冷卻后，以構成一中空蠟胚。

另外，高壓流體迫使尚未凝固的蠟件的核心部分的蠟材，離開該核心部分，并使該蠟材填滿模具的模穴，而且高壓流體持續加壓以抵抗蠟材收縮，而使成型的蠟胚尺寸穩定。

再者，流體本身未具有粘性的特性，故注入時可有效傳遞壓力至流體-熔蠟的界面，并傳至模穴的各角落，而且流體波前與熔蠟波前的相對距離會逐漸拉近，相較于現有方式，本發明的射出壓力無須增加，也不會顯著的壓力降產生。

綜合上述的本發明的中空蠟胚成型方法及其裝置，其達到下述優點及功效：

(1)可節省材料：高壓流體可對蠟件(胚)進行掏空，即迫使位于蠟件(胚)的核心位置的蠟材，離開該核心位置，并利用該掏空的蠟材填滿模穴，故對粗厚件的成效特別顯著。