[發(fā)明專利]一種3D打印砂型及鑄造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210875192.5
• 申請(qǐng)日: 2022-07-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115194090A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊保寧;周志軍;馬睿;馬璽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 共享智能裝備有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B22C9/02
• 分類(lèi)號(hào): B22C9/02;B33Y10/00;B33Y80/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明屬于砂型打印技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種3D打印砂型及鑄造方法，特別涉及一種3D打印砂型設(shè)備無(wú)箱打印生產(chǎn)鑄件；其中3D打印砂型，包括邊框砂型和鑄件砂型，邊框砂型為周壁密封的中空結(jié)構(gòu)；鑄件砂型置于邊框砂型內(nèi)，且邊框砂型內(nèi)壁與鑄件砂型之間的空隙填充散砂；邊框砂型包括若干邊框砂型單元，各邊框砂型單元搭接形成邊框砂型；其中邊框砂型的尺寸根據(jù)鑄件砂型的尺寸進(jìn)行合理性設(shè)置，以滿足打印需求。采用本發(fā)明提供的邊框砂型結(jié)構(gòu)，解決了目前3D打印設(shè)備配套鋼結(jié)構(gòu)的箱體式工作箱結(jié)構(gòu)的局限性，實(shí)現(xiàn)了無(wú)箱打印鑄件砂型，進(jìn)一步擴(kuò)大了3D打印大型鑄件砂型的領(lǐng)域，提高了安全性，且顯著地降低了生產(chǎn)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于砂型打印技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種3D打印砂型及鑄造方法，特別涉及一種3D打印砂型設(shè)備無(wú)箱打印生產(chǎn)鑄件。

背景技術(shù)

鑄造業(yè)屬于制造業(yè)的基礎(chǔ)，隨著技術(shù)的進(jìn)步，鑄造企業(yè)在轉(zhuǎn)型升級(jí)中引入砂型3D打印技術(shù)，其在鑄造行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用逐漸成熟，高效的打印方式有效縮短了鑄件的制造周期，節(jié)省了開(kāi)發(fā)費(fèi)用，促進(jìn)了設(shè)計(jì)的發(fā)展；隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，3D打印將會(huì)廣泛地被應(yīng)用于鑄造行業(yè)。

目前砂型3D打印設(shè)備所配套使用的均是箱體式工作箱，用于盛放打印的砂型，這種工作箱雖然能保證基本的3D打印功能需求，但在打印超大型成型尺寸的砂型時(shí)，需設(shè)計(jì)更大尺寸的箱體式工作箱，其設(shè)計(jì)、加工、裝配難度大，重量大，實(shí)施可操作性難度大，且制造成本高。

為了解決上述問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)中針對(duì)工作箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，也考慮采用打印成型邊框代替常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)箱式工作箱，但是在打印邊框時(shí)，時(shí)常因?yàn)檫吙蚪Y(jié)構(gòu)和強(qiáng)度不足等原因，導(dǎo)致在打印過(guò)程中由于打印邊框尺寸較大、強(qiáng)度不夠等原因造成塌陷，無(wú)法完成整個(gè)打印過(guò)程，無(wú)法滿足打印需求，甚至造成較大安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和不足，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N3D打印砂型鑄造成型鑄件，主要采用3D打印技術(shù)打印成形邊框砂型代替現(xiàn)有技術(shù)中的設(shè)備的工作箱，解決了大尺寸工作箱制作周期長(zhǎng)，加工、裝配難度大及重量高的嫩難題，顯著提高了3D打印生產(chǎn)鑄件的效率，并降低了成本。具體技術(shù)方案為：

一種3D打印砂型，包括邊框砂型和鑄件砂型，所述邊框砂型為周壁密封的中空結(jié)構(gòu)；所述鑄件砂型置于所述邊框砂型內(nèi)，且所述邊框砂型內(nèi)壁與所述鑄件砂型之間的空隙填充散砂；所述邊框砂型包括若干邊框砂型單元，各所述邊框砂型單元搭接形成所述邊框砂型；其中所述邊框砂型的尺寸根據(jù)鑄件砂型的尺寸進(jìn)行合理性設(shè)置，以滿足打印需求。

為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，相鄰所述邊框砂型單元之間設(shè)置連接層；優(yōu)選地，所述連接層填充散砂，且高度設(shè)置為0.2mm～0.3mm。

為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述邊框砂型單元的寬度與高度的比值為2:1，這樣可保證所述邊框砂型的穩(wěn)定性及強(qiáng)度，防止塌陷。

為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述邊框砂型的側(cè)壁的壁厚與其高度和長(zhǎng)度的乘積成正比；這樣在保證所述邊框砂型強(qiáng)度的同時(shí)利用的制造材料最少，防止浪費(fèi)材料，降低生產(chǎn)成本。

為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述邊框砂型與所述鑄件砂型之間設(shè)置若干拉筋砂型，進(jìn)一步加強(qiáng)所述鑄件砂型和所述邊框砂型的強(qiáng)度，隨著所述邊框砂型高度的增大，起到支撐的作用，防止塌陷。

為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述邊框砂型的側(cè)壁的壁厚其中d為邊框砂型的側(cè)壁的壁厚，l為邊框砂型的側(cè)壁的長(zhǎng)度，h為邊框砂型的側(cè)壁的高度，ρ為砂子密度，g為重力系數(shù)，σ為許用應(yīng)力，以滿足所述邊框砂型的使用強(qiáng)度。

為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述邊框砂型的側(cè)壁的壁厚d＝(0.5h²ρg)/τ，其中d為邊框砂型的側(cè)壁的壁厚，h為邊框砂型的側(cè)壁的高度，ρ為砂子密度，g為重力系數(shù)，τ為剪切應(yīng)力，以滿足所述邊框砂型的使用強(qiáng)度。

為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述邊框砂型沿高度方向的橫截面積逐漸減小，以增強(qiáng)所述邊框砂型的穩(wěn)定性。