[發明專利]一種聚苯乙烯覆膜砂型殼熔模鑄造快速成型方法

在審

• 申請號: 202010560420.0
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111804872A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 馬波
• 申請（專利權）人: 東風精密鑄造有限公司
• 主分類號: B22C9/04
• 分類號: B22C9/04
• 代理公司: 武漢紅觀專利代理事務所(普通合伙) 42247
• 代理人: 陳凱

本發明提出了一種聚苯乙烯覆膜砂型殼熔模鑄造快速成型方法，包括步驟：S1、將3D打印獲得的零件聚苯乙烯陽膜制作成模組；S2、選擇合適尺寸的砂箱；S3、向模組四周的砂箱內注入覆膜砂至模組頂部，振實砂箱內覆膜砂；S4、將砂箱放入加熱箱內，升高加熱箱溫度至聚苯乙烯玻璃化轉變溫度；S5、繼續升高加熱箱內溫度至聚苯乙烯熔融溫度；S6、緩慢翻轉砂箱，將聚苯乙烯熔融液倒出；S7、啟動吹風機構，徹底清除砂箱內聚苯乙烯殘留液；S8、取出已固化的覆膜砂型腔，將覆膜砂型腔四周進行；S9、實施澆注、凝固、落件、清理等鑄件成型的后工序操作，獲取快速樣件。本發明成型方法大大節省了鑄造制殼的周期，從而解決陽模快速打印、型殼快速制造，樣件快速成型的問題。

技術領域

本發明涉及熔模鑄造技術領域，尤其涉及一種聚苯乙烯覆膜砂型殼熔模鑄造快速成型方法。

背景技術

熔模鑄造快速原型樣件通常采用3D打印技術(包括SLA、SLS、LOM、FDM等技術)先打印一個樹脂、塑料、聚苯乙烯或復合材料的陽模，再在陽模表面按熔模鑄造制殼工藝進行多層制殼、焙燒、澆注；通過3D技術快速打印陽模，節省了制造金屬模具(再來制作陽模/蠟模)的時間。但是，盡管3D打印節省了陽模/聚苯乙烯模的制造周期，但精密鑄造制殼周期長，一定程度也影響了“快速制造”的內涵：國內普遍的精密鑄造企業，無論是全硅溶膠還是復合型殼，制殼周期大多3天或以上，大型零件制殼層數多，周期則更長。解決陽模快速打印、型殼快速制造，才能真正實現精密鑄造的“快速成型”。

發明內容

有鑒于此，本發明提出了一種聚苯乙烯覆膜砂型殼熔模鑄造快速成型方法，用來解決現有技術中3D打印陽膜后，鑄造制殼周期長，樣件無法真正實現快速成型的問題。

本發明的技術方案是這樣實現的：本發明提供了一種聚苯乙烯覆膜砂型殼熔模鑄造快速成型方法，包括如下步驟：

S1、將3D打印獲得的零件聚苯乙烯陽膜制作成模組；

S2、根據模組尺寸，選擇合適尺寸的砂箱；

S3、砂箱底部先鋪設不少于6mm厚的覆膜砂層，將模組至于砂箱中部，繼續向模組四周的砂箱內注入覆膜砂至模組頂部，啟動振砂機，振實砂箱內覆膜砂；

S4、將砂箱放入帶有翻轉機構的加熱箱內，升高加熱箱溫度至聚苯乙烯玻璃化轉變溫度以上20℃，視模組大小保溫10～20分鐘；

S5、繼續升高加熱箱內溫度至聚苯乙烯熔融溫度10℃以上，保溫3～5分鐘；

S6、緩慢翻轉砂箱，將聚苯乙烯熔融液倒出并用容器收集；

S7、啟動吹風機構，徹底清除砂箱內聚苯乙烯殘留液；

S8、打開加熱箱，取出砂箱，再從砂箱中取出已固化的覆膜砂型腔，將覆膜砂型腔四周進行加固，頂部漏出澆口杯；

S9、按零件成分要求，配置并熔煉好金屬液，實施澆注、凝固、落件、清理等鑄件成型的后工序操作，獲取快速樣件。

優選的，在步驟S1中，所述的模組是利用乙烯-醋酸乙烯共聚物熱熔后粘接聚苯乙烯陽模及聚苯乙烯泡沫壓制的澆口棒、澆口杯而制成。

優選的，在步驟S2中，砂箱為不銹鋼材質，根據模組的尺寸大小，砂箱選擇的尺寸為砂箱與模組的邊距控制在4mm～6mm范圍內。

優選的，在步驟S3中，所述覆膜砂為氧化鋯作為原砂、酚醛樹脂作為粘接劑的混合物。

優選的，在步驟S4中，加熱箱內溫度為115～120℃。

優選的，在步驟S5中，加熱箱溫度為245～250℃。

優選的，在步驟S7中，所述吹風機構設置在加熱箱內下方，吹風機構的吹風口對準澆口杯部位并朝模組型腔內吹風，使聚苯乙烯余液在風力作用下徹底從模組型腔內祛除干凈。