[發明專利]抑制精密鑄造用光敏樹脂熔模焙燒脹殼的方法

在審

• 申請號: 202210648957.1
• 申請日: 2022-06-09
• 公開（公告）號: CN115007799A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 馬勁松;于清曉;李治輝;來俊華;李飛
• 申請（專利權）人: 上海聯泰科技股份有限公司
• 主分類號: B22C7/02
• 分類號: B22C7/02
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

一種抑制精密鑄造用光敏樹脂熔模焙燒脹殼的方法，設計具有空腔結構的熔模，其中空腔與熔模外部通過排氣口連通；將熔模置于真空環境下進行抽氣處理后，通過粘結蠟封堵排氣口，使熔模內部空腔的氣壓小于外部氣壓；在陶瓷型殼焙燒階段，當熔模受熱軟化時利用外部氣壓差使熔模向內收縮，從而消除熔模對型殼壁的膨脹壓應力。本發明利用熔模內部與外界壓力差，使得在陶瓷型殼焙燒過程中熔模向內收縮，從而對型殼壁不會造成膨脹壓應力，根本上解決了光敏樹脂熔模在焙燒過程中的脹殼問題。

技術領域

本發明涉及的是一種熔模精密鑄造領域的技術，具體是一種抑制精密鑄造用光敏樹脂熔模焙燒脹殼的方法。

背景技術

隨著三維打印技術的發展，基于光固化原理制備的三維打印光敏樹脂熔模作為鑄件精密鑄造用的模樣，應用越來越廣泛。光固化三維打印光敏樹脂熔模具有表面粗糙度低、尺寸精度高和抗變形能力強等優點，但是也存在熱膨脹系數大的缺點，導致其在陶瓷型殼高溫焙燒過程中，因發生膨脹而對型殼施加較大的壓力，致使型殼發生脹裂，導致型殼報廢。為了降低脹殼風險，研究者將光敏樹脂熔模壁的內部進行了結構抽空處理，在降低光敏樹脂用量的同時，希望光敏樹脂熔模壁受熱后能夠向內部凹陷，以減少熔模受熱對型殼產生的壓力。但是，由于光敏樹脂熔模鏤空結構中的空氣處于封閉狀態，當受熱時，空氣會發生體積膨脹，因此即使采用內部鏤空結構的光敏樹脂熔模仍難以完全避免型殼焙燒過程中的脹殼問題。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提出一種抑制精密鑄造用光敏樹脂熔模焙燒脹殼的方法，利用熔模內部與外界壓力差，使得在陶瓷型殼焙燒過程中熔模向內收縮，從而對型殼壁不會造成膨脹壓應力，根本上解決了光敏樹脂熔模在焙燒過程中的脹殼問題。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明涉及一種抑制精密鑄造用光敏樹脂熔模焙燒脹殼的方法，設計具有空腔結構的熔模，其中空腔與熔模外部通過排氣口連通；將熔模置于真空環境下進行抽氣處理后，通過粘結蠟封堵排氣口，使熔模內部空腔的氣壓小于外部氣壓；在陶瓷型殼焙燒階段，當熔模受熱軟化時利用外部氣壓差使熔模向內收縮，從而消除熔模對型殼壁的膨脹壓應力。

所述的熔模，即精密鑄造用光敏樹脂熔模，優選采用光固化三維打印機打印成型，熔模壁的內部為鏤空結構。

所述的光敏樹脂材料包括但不限于為自由基型光敏樹脂、陽離子型光敏樹脂、混雜型光敏樹脂中的一種或多種。一些實施方式中，所述光敏樹脂材料在50-180℃的熱膨脹系數可為4.4×10^-3～2.69×10^-2。

所述的排氣口，優選位于熔模的澆道、冒口和本體上，排氣口的直徑優選為1-3mm。

所述的抽氣處理，優選通過真空手套箱設置氣壓低于1kPa，即完成對模組的抽氣處理。

所述的陶瓷型殼是指：采用常用的耐火材料配制的漿料在熔模表面涂掛，再撒砂、干燥，反復重復此工藝，直至達到所需厚度，本發明中對型殼材料不作特殊要求。

所述的陶瓷型殼為精密鑄造領域常用的型殼，如莫來石-硅溶膠型殼、電熔剛玉-硅溶膠型殼、熔融石英-硅溶膠型殼等。

所述的陶瓷型殼焙燒階段是指：直接將包裹光敏樹脂熔模的型殼置于焙燒爐中，在大氣中于600-800℃下進行焙燒1-4h，焙燒過程有兩種方式：1)事先將焙燒爐溫度升高到最高的焙燒溫度，然后將型殼迅速放入焙燒爐中，進行“閃燒”，快速地將樹脂熔模燒除；2)將型殼在室溫下放入焙燒爐中，然后通過“程序升溫”，逐漸加熱到所需的最高溫度，保溫1-4h，使樹脂熔模燒除。

所述方法具體包括：

1)按照圖紙要求建立光敏樹脂熔模的三維打印三維模型文件，然后通過光固化三維打印機進行光敏樹脂熔模的三維打印，光敏樹脂熔模的表面分散設置若干個排氣口，使內部的鏤空結構與大氣通過排氣口形成連通。