[發明專利]一種硅膠型腔消失模澆鑄模具和方法

在審

• 申請號: 202011373846.1
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112622132A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 韓奉林;劉偉;費磊;趙海鳴;嚴宏志;陳志
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B29C39/26
• 分類號: B29C39/26;B29C39/02;B29C33/44
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 胡昌國

本發明公開了一種硅膠型腔消失模澆鑄模具和方法，該模具包括外模、模芯、以及由外模與模芯合圍而形成的中空腔體，中空腔體的形狀與待澆鑄型腔相適配；中空腔體一端開口且一端封閉，中空腔體的開口端用于倒入流體狀硅膠；中空腔體的封閉端用于連接外模與模芯，外模、模芯和中空腔體由易碎材料制作而成。本發明提供的硅膠型腔消失模澆鑄模具和方法，采用一體化成型的外模和模芯，根據需要改變消失模的外模和模芯結構形狀可澆鑄出特定結構形狀的型腔，通用性強；消失模采用石膏3D打印而成，制作方法簡單易行，能滿足算雜結構形狀需求；捏碎后的模具與型腔即可分離，脫模過程簡單易行；能在常溫下即可簡單方便地實現脫模，應用范圍更加廣泛。

技術領域

本發明涉及消失模鑄造領域，尤其公開了一種硅膠型腔消失模澆鑄模具和方法。

背景技術

消失模鑄造又稱實型鑄造，是將與鑄件尺寸形狀相同的泡沫模型粘接結成模型簇，刷耐火涂料并烘干后，埋在干砂中振動造型，在真空負壓下澆鑄，使模型氣化，液體金屬占據模型位置，凝固冷卻后形成鑄件的新興鑄造方法，是目前鑄造行業中最為“綠色環保”的鑄造工藝，也是二十一世紀鑄造業的發展趨勢。

軟體機器人由柔性材料制作而成，具有結構柔順性高、環境適應能力強、人機交互性好等特點，現已在眾多的領域內得到了廣泛的應用。軟體機器人的執行機構一般為硅膠材料制成的型腔，制作方法是將流體狀的硅膠倒入消失模當中讓其自然凝固形成型腔，然后脫模取出型腔。傳統的消失模一般由上模、下模和模芯三部分構成，上模、下模和模芯的結構形狀決定了型腔的結構形狀。當型腔的結構比較復雜時，上、下模一般由鋼鐵材料或者樹脂材料制作而成，為了在脫模時能夠成功分離型腔和處于型腔內部的模芯，模芯一般由石蠟制作而成。但硅膠材料不耐高溫，因此脫模時通常將整個型腔進行水浴加熱，以求石蠟遇熱融化成流體狀，從而將石蠟倒出型腔實現兩者分離。但水浴加熱最高溫度只能達到水的沸點100℃，石蠟在這個溫度下很難完全融化，流動性較差，因此無法完全分離石蠟和型腔，清理石蠟十分困難，造成脫模困難。

因此，現有軟體機器人執行機構型腔鑄造時脫模困難，是一件亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明提供了一種硅膠型腔消失模澆鑄模具和方法，旨在解決現有軟體機器人執行機構型腔鑄造時脫模困難的技術問題。

根據本發明的一個方面，提供一種硅膠型腔消失模澆鑄模具，包括外模、模芯，以及由外模與模芯合圍而形成的中空腔體，中空腔體的形狀與待澆鑄型腔相適配；中空腔體一端開口且一端封閉，中空腔體的開口端用于倒入流體狀硅膠；中空腔體的封閉端用于連接外模與模芯，外模、模芯和中空腔體由易碎材料制作而成。

進一步地，外模、模芯和中空腔體一體化成型；開口端朝上設置；封閉端上設有支撐部，支撐部的支撐底面與水平面相平行。

進一步地，外模、模芯和中空腔體的制作材料為石膏。

進一步地，硅膠的材料為Ecoflex 00-30雙組份硅膠或Ecoflex 00-50雙組份硅膠。

進一步地，外模、模芯和中空腔體由石膏材料經3D打印而成。

根據本發明的另一個方面，提供一種硅膠型腔消失模澆鑄方法，使用于上述的硅膠型腔消失模澆鑄模具中，該硅膠型腔消失模澆鑄方法包括以下步驟：

制作硅膠型腔消失模澆鑄模具，模具的中空腔體的形狀與待澆鑄型腔相適配；

將流體狀硅膠倒入制作的模具中，使流體狀硅膠流入至中空腔體內；

待流體狀硅膠凝固成型后脫模，脫模時將模具捏碎成粉末狀，捏碎后的模具與待澆鑄型腔相分離。

進一步地，待澆鑄型腔為軟體機器人執行機構型腔；脫模時的溫度為常溫。

進一步地，消失模由石膏材料3D打印而成。

進一步地，流體狀硅膠由開口端倒入。