[發明專利]一種高性能高精度砂型（芯）3D打印成形方法

在審

• 申請號: 201810120455.5
• 申請日: 2018-02-07
• 公開（公告）號: CN108339937A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 單忠德;郭智;劉豐
• 申請（專利權）人: 北京機科國創輕量化科學研究院有限公司
• 主分類號: B22C9/02
• 分類號: B22C9/02;B22C9/10;B33Y10/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于增材制造領域，公開的一種高性能高精度砂型（芯）3D打印成形方法。該方法是先將3D打印原砂經過真空上料進入混砂裝置中與一定量的固化劑進行均勻攪拌。打印開始后，計算機控制鋪砂裝置在工作平臺上均勻鋪設一層混有固化劑的型砂，然后采用陣列式微滴噴頭根據當前層砂型輪廓信息噴射粘接劑到預先混有固化劑的砂層上，之后采用具有加熱功能的熱壓輥在砂層表面滾壓完成當前層砂型的制造。層層鋪砂，層層噴射粘接劑，層層熱壓實，最終完成砂型（芯）打印。采用本方法制造砂型（芯）具有砂型強度高、粘接劑用量少、砂型（芯）精度高等優點，具有推廣使用的價值。

技術領域

本發明屬于增材制造領域，具體涉及一種高性能高精度砂型（芯）3D打印成形方法。

背景技術

3D打印技術又稱為三維打印技術，是指采用打印頭、噴嘴或其它打印技術沉積材料來制造物體的技術，屬于一種增材制造技術，是快速成形領域目前研究的重要方向。它是采用降維制造的思想將所需成形工件的復雜三維模型通過切片轉化為簡單的二維截面的組合。利用材料粉末逐層打印，逐層堆積，自下而上的成形方式制造具有任意復雜結構的三維模型。

砂型3D打印是一種主要基于微滴噴射成形的快速成形技術。目前，砂型3D打印設備大都是基于粉床的快速成型設備，成形過程中涉及到了型砂與固化劑的均勻攪拌，砂型的鋪設，樹脂粘結劑的按需噴射以及成形砂型（芯）的后處理加熱等工序，當噴射的樹脂粘結劑遇到預混了固化劑的型砂后使砂粒粘結固化成所需砂型（芯）?，F有的砂型（芯）3D打印成形方法在控形控性方面存在一些不足之處：

（1）鋪設砂層的緊實度低，嚴重影響成形砂型（芯）強度；

（2）為了提高砂型（芯）強度，造成粘接劑用量大，從而砂型發氣量大，影響鑄件質量并且嚴重污染環境；

（3）成形砂型（芯）在后處理過程中會產生較大的變形，影響成形砂型（芯）精度。

發明內容

針對目前砂型3D打印成形方法制造砂型（芯）緊實度低從而砂型（芯）強度低以及樹脂用量大造成砂型（芯）發氣量大等問題，本發明提出了一種高性能高精度砂型（芯）3D打印成型方法。

一種高性能高精度砂型（芯）3D打印成型方法先將3D打印原砂經過真空上料進入混砂裝置中與一定量的固化劑進行均勻攪拌。打印開始后，計算機控制鋪砂裝置在工作平臺上均勻鋪設一層混有固化劑的型砂，然后采用陣列式微滴噴頭根據當前層砂型輪廓信息噴射粘接劑到預先混有固化劑的砂層上，之后采用具有加熱功能的熱壓輥在砂層表面滾壓完成當前層砂型的制造。層層鋪砂，層層噴射粘接劑，層層熱壓實，最終完成砂型（芯）打印。

為實現上述目的，本發明提出了的一種高性能高精度砂型（芯）3D打印成型方法按以下步驟進行：

步驟1：將鑄造用原砂以及固化劑定量加入到混砂裝置中進行均勻攪拌，并將混好的型砂送入鋪砂裝置中；

步驟2：計算機控制可升降工作平臺下降0.3mm-0.8mm的固定層厚，并控制鋪粉裝置在可升降工作平臺上均勻鋪設一層型砂；

步驟3：型砂鋪設完后，鋪粉裝置移動回初始位置，計算機控制打印噴頭根據砂型（芯）當前層截面信息按需噴射粘結劑，完成當前層砂型的打??；

步驟4：當前層砂型（芯）打印完成后，計算機控制熱壓輥從砂層表面一側向另一側滾動；

步驟5：重復步驟2到步驟4實現砂型（芯）的分層制造，當鋪粉裝置中的儲砂量不多時執行步驟1進行型砂顆粒的補充；

步驟6：重復步驟5，層層打印，直至最終逐層堆疊完成砂型（芯）的打??；

步驟7：清理掉未粘結的型砂，取出砂型（芯）。