[發(fā)明專利]基于3D打印的鑄造生產(chǎn)工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810939869.0
• 申請(qǐng)日: 2018-08-17
• 公開（公告）號(hào): CN108994256A
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 解明國(guó);吳友坤;朱守琴;尹化保;徐琤琤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽合力股份有限公司合肥鑄鍛廠
• 主分類號(hào): B22C9/02
• 分類號(hào): B22C9/02;G06T17/10;G06F17/50;B33Y10/00;B33Y80/00
• 代理公司: 上海精晟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31253
• 代理人: 馮子玲

本發(fā)明公開了一種基于3D打印的鑄造生產(chǎn)工藝，涉及砂型鑄造技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明工藝包括：圖紙建模、根據(jù)產(chǎn)品的工程圖,用三維軟件進(jìn)行1:1建模；石膏型鑄件打印、根據(jù)產(chǎn)品的三維建模通過3D打印機(jī)打印出石膏型產(chǎn)品鑄件；模具設(shè)計(jì)、根據(jù)產(chǎn)品的三維建模進(jìn)行模具設(shè)計(jì)；模擬鑄造、用CAE軟件模擬鑄造工藝全模擬，記錄CAE模擬結(jié)果與實(shí)際狀況相符時(shí)的物性參數(shù)；模具生產(chǎn)、結(jié)構(gòu)分析合理，同時(shí)CAE模擬結(jié)果與實(shí)際狀況相符后進(jìn)行模具制造；產(chǎn)品鑄造、根據(jù)獲得的模具進(jìn)行產(chǎn)品澆注。本發(fā)明通過通過利用3D打印技術(shù)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)以及通過CAE進(jìn)行模擬鑄造，解決了現(xiàn)有模具制造時(shí)間長(zhǎng)、成本高的問題，避免了模具的重復(fù)制作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于砂型鑄造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于3D打印的鑄造生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)

鑄造是指將固態(tài)金屬熔化為液態(tài)倒入特定形狀的鑄型，待其凝固成形的加工方式。廣泛用于能源、交通、化工、建筑、航空航天等工程領(lǐng)域。隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異,鑄造企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)已不再是規(guī)模和數(shù)量的競(jìng)爭(zhēng)，而是產(chǎn)品開發(fā)速度的競(jìng)爭(zhēng)。

3D打印技術(shù)，即“增材制造”。是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。現(xiàn)在主要的3D打印技術(shù)有熱熔堆積成型、光固化成型、三維粉末粘接成型、選擇性激光燒結(jié)成型等。

傳統(tǒng)的鑄造通常首先需要制作模具，然后才能澆注成型，且模具制作極為耗時(shí)，而且成本很高，一旦原型參數(shù)需要修改，則要重新制作模具。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于3D打印的鑄造生產(chǎn)工藝，通過利用3D打印技術(shù)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)以及通過CAE進(jìn)行模擬鑄造，解決了現(xiàn)有模具制造時(shí)間長(zhǎng)、成本高的問題，避免了模具的重復(fù)制作。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明為基于3D打印的鑄造生產(chǎn)工藝，包括如下過程：

SS00、圖紙建模：根據(jù)產(chǎn)品的工程圖,用三維軟件進(jìn)行1:1建模；

SS01、石膏型鑄件打印：根據(jù)產(chǎn)品的三維建模通過3D打印機(jī)打印出石膏型產(chǎn)品鑄件；并對(duì)打印出的石膏型產(chǎn)品鑄件模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，分析結(jié)構(gòu)合理性；

SS02、模具設(shè)計(jì)：根據(jù)產(chǎn)品的三維建模進(jìn)行模具設(shè)計(jì)；

SS03、模擬鑄造：用CAE軟件模擬鑄造工藝全模擬，記錄CAE模擬結(jié)果與實(shí)際狀況相符時(shí)的物性參數(shù)；

SS04、模具生產(chǎn)：結(jié)構(gòu)分析合理，同時(shí)CAE模擬結(jié)果與實(shí)際狀況相符后進(jìn)行模具制造；

SS05、產(chǎn)品鑄造：根據(jù)獲得的模具進(jìn)行產(chǎn)品澆注。

進(jìn)一步地，所述SS00圖紙建模具體包括：利用三維軟件建立目標(biāo)零件的三維模型，對(duì)目標(biāo)零件整體模型的各個(gè)部位按一定的尺寸比例進(jìn)行預(yù)縮放處理并在該目標(biāo)零件的三維模型上直接設(shè)計(jì)相應(yīng)的澆注系統(tǒng)，使目標(biāo)零件的三維模型及其澆注系統(tǒng)形成一個(gè)目標(biāo)零件整體模型；核對(duì)尺寸后輸出為3D打印機(jī)可識(shí)別的格式文件。

進(jìn)一步地，所述SS02模具設(shè)計(jì)包括對(duì)上砂型、下砂型和砂芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

進(jìn)一步地，所述SS03模擬鑄造包括用CAE軟件模擬鑄件的高壓充型過程：首先在CAE軟件中導(dǎo)入鑄件的三維模型和材料屬性；再根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中的工藝設(shè)置CAE分析參數(shù)，對(duì)高壓鑄造過程進(jìn)行CAE模擬。

進(jìn)一步地，所述對(duì)高壓鑄造過程進(jìn)行CAE模擬具體包括：首先在CAE軟件中導(dǎo)入鑄件的三維模型和材料屬性；再根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中的工藝設(shè)置CAE分析參數(shù)，對(duì)高壓鑄造過程進(jìn)行CAE模擬。

進(jìn)一步地，所述SS04模具生產(chǎn)包括根據(jù)力學(xué)性能要求選擇相應(yīng)的造型材料和造型工藝；將設(shè)計(jì)完成的上砂型、下砂型和砂芯按照制造工藝進(jìn)行加工。