一种无模铸型快速制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102397991A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102397991A(43)申请公布日2012.04.04(21)申请号201110378912.9(22)申请日2011.11.25(71)申请人中国一拖集团有限公司地址471000河南省洛阳市涧西区建设路154号(72)发明人李锋军蔡安克袁书仓周在立王彬彬易丽文任凤章段华荣马春庆(74)专利代理机构洛阳市凯旋专利事务所41112代理人陆君(51)Int.Cl.B22C9/10(2006.01)B22C9/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图6页(54)发明名称一种无模铸型快速制造方法(57)摘要本发明属于铸造技术领域，公开一种无模铸型快速制造方法，采用计算机控制无模砂型制造设备中有关铺粉系统，先在工作台上铺一层酚醛树脂覆膜砂，接着计算机将获得的砂型每一层截面的轮廓数据信息指令，驱动设备的喷射系统喷射溶剂，被喷射的部分酚醛树脂覆膜砂溶化、粘接成形，干燥，完成一层成形后，工作台下降一个层高，再进行下一层的铺粉、喷射溶剂和干燥，直至最终逐层堆叠固化成铸型实体，去除余砂，并经烘干固化，获得高强度的铸型；本发明具有初始固化不加热，砂芯的变形比较小的特性，同时降低了树脂的使用量，进而避免铸型发气量大的不足。使用的溶剂成本低，绿色环保，节约能源，具有推广使用的价值。CN102397ACN102397991A权利要求书1/1页1.一种无模铸型快速制造方法，其特征在于：采用计算机控制无模砂型制造设备中有关铺粉系统，先在工作台上铺一层酚醛树脂覆膜砂，接着计算机将内存的砂型每一层截面的轮廓数据信息指令，驱动设备的喷射系统喷射溶剂无水乙醇，被喷射溶剂无水乙醇的酚醛树脂覆膜砂溶化、粘接成形，干燥，完成第一层成形后，工作台下降一个层高，再进行第二层的铺粉、喷射溶剂无水乙醇，被喷射溶剂无水乙醇的酚醛树脂覆膜砂溶化、粘接成形，干燥，重复上述步骤，直至最终逐层堆叠固化成铸型实体，去除没有被溶化的余砂，并经烘干固化，获得高强度的铸型；具体步骤如下：步骤1：铺底砂，首先清理工作台边框2及工作台板3的浮砂，再将可移动工作台板3沿g向向下移5mm，用铺粉辊1铺底层覆膜砂粉6；步骤2：铺第1薄层覆膜砂，工作台板3沿g向下移2mm，用铺粉辊铺第1层覆膜砂粉，即砂层厚度2mm；步骤3：在铸型区域喷溶剂，由喷溶剂喷头7向铸型区域喷射溶剂，被喷射的部分酚醛树脂覆膜砂溶化、粘接成形，获得具有一定初始强度的第1层砂芯8；步骤4：干燥，通过烘干装置9将喷溶剂的砂层8在50~60℃条件下干燥；步骤5：再进行下一层的铺粉和干燥，工作台下降一个层高，即重复步骤2至步骤4，直至最终逐层堆叠固化成铸型实体砂芯11；步骤6：将未经喷溶剂的余砂去除；步骤7：将初步粘结形成的铸型砂芯11放在容器转运容器12中，充填支撑材料，支撑材料选用玻璃微珠或干砂13；步骤8：将转运容器12中铸型砂芯11充填支撑材料整体放入烘干箱中加热烘干固化，固化温度为200~220℃；步骤9：冷却后取出制成的铸型砂芯15。2.根据权利要求1所述的一种无模铸型快速制造方法，其特征在于：铸型所用砂粉为酚醛树脂覆膜砂，即表面覆有固体酚醛树脂粘结剂的铸造型砂。3.根据权利要求1所述的一种无模铸型快速制造方法，其特征在于：所述的干燥装置，采用电加热干燥。4.根据权利要求1所述的一种无模铸型快速制造方法，其特征在于：所述最终加热固化采用烘干箱进行烘干固化。5.根据权利要求1所述的一种无模铸型快速制造方法，其特征在于：所述喷射系统喷射所用的溶剂为无水乙醇，乙醇质量分数≥99.7%，水分的质量分数≤0.3%。6.根据权利要求1所述的一种无模铸型快速制造方法，其特征在于：所述制造的铸型要在烘干箱中进行最终加热固化，其工作温度为200~220℃。7.根据权利要求1所述的一种无模铸型快速制造方法，其特征在于：所述制造覆膜砂所用的原砂，为石英砂或陶粒砂、铬铁矿砂和橄榄石砂，粒度为70/140目。2CN102397991A说明书1/4页一种无模铸型快速制造方法[0001]技术领域本发明属于铸造技术领域，尤其涉及一种无模铸型快速制造方法。背景技术[0002]目前的快速样机生产技术大多都基于分层制造技术，分层制造技术是将被加工对象分解为多个平行的薄层，加工过程中，通过逐层成形这些薄层并叠加，而完成制造。这一过程往往要借助于计算机技术来实现。[0003]现有的用分层制造技术快速制作铸造砂型（包括砂型和砂芯，以下统称铸型）的常用方法主要有以下两种：一种是用激光对覆膜砂进行选择性烧结，先在工作台上铺一层覆膜砂，并加热至略低于覆膜砂熔点温度，然后激光束按照截面形状进行扫描，被扫描的部分材料熔化、粘接成形，一层完成成形后，工作台下降一个层高，