[發明專利]通過增材制造復合材料整體模具來直接澆鑄鑄造元件的方法和系統

有效

• 申請號: 201680044245.1
• 申請日: 2016-07-12
• 公開（公告）號: CN107848020B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: G·D·托多羅夫;T·T·伊萬諾夫
• 申請（專利權）人: “打印鑄造”有限公司
• 主分類號: B22C9/02
• 分類號: B22C9/02;B33Y10/00;B33Y30/00;B22D47/02;B29C64/141;B28B1/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 顧玉蓮

本發明涉及一種通過逐層生成復合材料模具來直接澆鑄鑄造元件的方法，其中該復合材料模具構造為整體元件同時在組裝好的形式中具有各自的型芯。該系統用于由粉末材料在具有可移動底部(2)的可移除容器(1)中逐層生成三維模型，可移除容器與用于提升降下可移動底部的裝置(4)分離，用于提升降下可移動底部的裝置內置到用于逐層生成三維模型的系統中。模具的生成是通過施加粉末材料以及通過根據程序/僅在容積中的樣式選擇性添加的粘結劑將每層的顆粒粘結來實現的，在所述容積中生成模型的實體。隨后重復該程序直到構造好整個容積，允許在從模具的工作腔室移除不必要的粉末材料之后獲得的模具中直接澆鑄而無需將它們從生成它們的容器(1)移除。

技術領域

本發明涉及通過在具有可移動的底板的可移除容器中由粉末材料增材制造整體復合材料模具來直接澆鑄鑄造元件的方法和系統，其通過施加粉末材料(沙子)層以及通過借助于根據程序/僅在容積中的模版選擇性添加的粘結物質將每層的顆粒粘結，建立了實體模型且一致的重復以建立整個容積，允許在將不必要的材料移除之后獲得的整體復合材料模具中進行直接澆鑄。

背景技術

存在已知的用于在模具中澆鑄產品的方法，所述模具通過由粉末材料逐層生成三維模型的方法實現。在這些已知的方法中，模具是兩個或更多個型殼以及可選地其構造為單獨元件的彼此獨立的各自的型芯。在構造這些元件之后，必須將它們組裝并放置在特別的型箱中。這樣破壞了精度、產生了難度、減慢了模具構造的過程并升高了模具構造過程的成本，進而使這種模具中的鑄造效率低。

存在已知的用于由粉末材料逐層生成三維模型的系統(US2004/0035542A1，US20040026418A1)，其中用于升起和降下工作板的裝置是可移除容器的一部分，在工作板上施加材料層，可移除容器的可移動的底部是所述工作板。升起和降下裝置的豎向驅動是通過位于可移除容器中的螺旋齒輪實現的。

具有內置式驅動裝置的提升系統的缺點是需要同步移動，這在技術上實現起來比較困難并且需要精確制造構成元件。它們更難于防止污染物進入而且它們需要更頻繁的維護。內置式驅動裝置的另一個主要缺陷是由于熱量輸入和高的加熱水平不能使用所述容器用于直接澆鑄。

發明內容

本發明的任務是提供一種通過逐層生成復合材料模具來直接澆鑄鑄造元件的方法，其中該復合材料模具構造為整體元件并同時具有它們各自的型芯。本發明的另一項任務是在構造的復合材料模具中直接澆鑄，而無需將模具從構造它們的容器中移除。

本發明的另一項任務是建立用于由粉末材料逐層生成三維模型的系統，其中構造三維模型的容器與用于提升和降下工作板的裝置分離。其目的還在于提供一種緊湊且可靠的用于提升和降下工作板的裝置，該裝置結合到用于由粉末材料逐層生成三維模型的系統中。

為了解決這些問題，根據本發明，建立了一種用于通過逐層生成復合材料模具來直接澆鑄鑄造元件的方法，包括如下連續的階段：

–逐層生成復合材料模具的階段，其包括將粉末材料和合適的粘結劑按順序施加到用于由粉末材料逐層生成三維物體的系統中的可豎向移動的工作臺上，其中粘結劑的施加是在生成的模具層上方按照預先設定好的樣式執行的，所述工作臺是用于直接澆鑄的可移除容器的可豎向移動的底部，所述容器位于該系統的工作區域中，在該系統的工作區域上可移動底部生成一個或多個整體的不可拆卸的復合材料模具，這些復合材料模具結合有一個或多個型芯或者沒有型芯；

–在前述的復合材料模具的生成階段沒有使用容器的整個工作高度的情況下，在生成前面提到的一個或多個模具之后將可移動底部降下到下部位置的階段；

–將具有已經生成的一個或多個模具的、用于直接澆鑄的容器從用于由粉末材料逐層生成三維物體的系統的工作區域移除；

–根據所述的一個或多個模具的工作腔室的結構通過抽吸或流出將過剩的未粘結的粉末材料從工作腔體移除的階段，所述工作腔室因此是為了在用于制備鑄造元件容器中直接澆鑄而制備的；