[發明專利]一種3D打印型芯的外部強化系統

有效

• 申請號: 201610566323.6
• 申請日: 2016-07-19
• 公開（公告）號: CN106040987B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 杜文強;苗潤青
• 申請（專利權）人: 共享智能鑄造產業創新中心有限公司
• 主分類號: B22C9/10
• 分類號: B22C9/10;B33Y30/00
• 代理公司: 北京連城創新知識產權代理有限公司11254
• 代理人: 郝學江

1.一種3D打印型芯的外部強化系統，其特征在于，包括：

雙層砂箱，所述雙層砂箱包括：內箱、底板、墊塊、外箱和頂板，其中，

所述內箱為半封閉箱體，由1個下箱板和4個側箱板連接形成，所述下箱板和側箱板表面均設有排氣槽，其外圍設有砂網；

所述底板位于所述內箱底部，所述底板上設有多個與所述下箱板排氣槽錯位的抽氣孔；

所述墊塊位于所述底板上，且其頂面與所述內箱底面連接，用于承載內箱；

所述外箱是由4個側箱板連接形成的外圍箱體，用于嵌套在所述內箱上，其外部設有橫向加強筋和縱向加強筋；

所述頂板位于所述砂箱頂部，用于密封所述內箱與外箱；

負壓系統，所述負壓系統包括：抽氣接頭、電控調節閥、連接管道、凈化槽和真空泵，其中，所述抽氣接頭固定設置于所述凈化槽的側壁上，其一端貫穿所述凈化槽的側壁并延伸進入凈化槽中，另一端與所述內箱底板上的抽氣孔連通，所述電控調節閥設于所述抽氣接頭與所述抽氣孔之間，用于監測所述砂箱內氣壓，并調節控制氣壓值，所述連接管道一端與所述凈化槽相連接，另一端與所述真空泵連接，用于排氣，所述真空泵位于系統末端，用于抽取所述砂箱內的氣體；

阻氣薄膜，所述阻氣薄膜包括覆在砂箱頂部和3D型芯外圍的塑料薄膜，用于阻隔外界氣體及型芯內氣體進入砂箱，使砂箱內部形成封閉狀態，當負壓系統運行時形成負壓狀態。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述凈化槽為水槽，用于將氣體粉塵混合物分離，沉淀凈化所述負壓系統抽出的氣體；所述凈化槽還包括排出口，其位于所述凈化槽的底部，通過將氣體粉塵混合物分離的沉淀排出。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述內箱和外箱均為焊接形成，所述墊塊與底板，內箱與墊塊，外箱與底板，頂板與內箱、外箱的連接均為焊接，所述焊接為無縫滿焊，用于保證其整體的密封性。

4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述內箱的下箱板和側箱板為20mm厚鋼板，每個鋼板30%的面積設置排氣槽，所述砂網為鋼絲材質，其孔徑小于40目砂粒直徑，鉚接在所述排氣槽外圍。

5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述底板為厚度為80mm的方形鋼板，其長寬尺寸比所述內箱各大出160mm，鋼板中心均布3個抽氣孔，抽氣孔內車有螺紋，用于對接所述負壓系統抽氣接頭；所述墊塊為高80mm的方形鋼板。

6.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述外箱為20mm厚鋼板，其輪廓尺寸與所述底板相同，且其外部兩側還對稱設有4個吊把。

7.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述頂板為厚度20mm的環形鋼板，其內環大小與內箱相同，其外環大小與外箱相同。

8.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述抽氣接頭上車有與抽氣孔配套的螺紋，可旋入所述抽氣孔。

9.一種利用權利要求1-8中任一項所述的系統進行型芯強化的方法，其特征在于，包括如下步驟：

a.準備與所述雙層砂箱等容量的干硅砂，提前將3D型芯組合并裝卡；

b.在所述雙層砂箱中均勻鋪底砂，將組合好的3D型芯覆膜，并放入所述砂箱中，繼續流砂至將型芯完全覆蓋，僅露出進流口及出氣口部位；

c.在頂部干砂表面覆蓋一層所述阻氣薄膜，繼續填砂，在進流口處設置澆口盆，為后續澆注作業；

d.開啟所述負壓系統，一段時間后，控制所述調節閥，使所述砂箱內的絕對真空度小于標準大氣壓；

e.在負壓力作用下，所述砂箱中的干砂被整體收緊，使3D型芯外圍強度增加，此時進行澆注作業，待澆注完成后，進行保壓一段時間后撤離負壓。

10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，在所述步驟a中，所述干硅砂為20-40目；在所述步驟b中，所述鋪底砂的高度為200mm；在所述步驟c中，填砂高度為100mm；在所述步驟d中，所述絕對真空度小于0.5倍的標準大氣壓；在所述步驟e中，所述澆注完成后的保壓時間為15min。