CN105312498B - 用于铸造的可熔失模型的实施方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种包括叠层的可熔失模型的实施方法，所述可熔失模型包括通过开口通向模型外部的凹腔(16’)，所述凹腔由分别属于连续两层(13、14)、即由分别属于叠层的下层(13)和上层(14)的两个凹腔部分共同限定，所述方法包括以下连续步骤：‑在组装下层(13)前将型块(18)插入属于下层(13)的凹腔部分内，所述型块的尺寸设定成填满整个凹腔的大部分，‑在用于组装至下层的上层(14)的下表面上涂胶，‑将上层(14)布置在下层(13)上，以便于通过属于下层(13)的凹腔部分(13)来补全所述下层(13)的凹腔部分，以构成凹腔，‑在连续两层(13、14)彼此有效粘贴之后，取出型块(18)。
Description
技术领域
本发明属于使用可熔失模型铸造的模制成型领域。本发明涉及用于制造铸造零件的可熔失模型，以及设计可熔失模型的构成部分的组装方法。
背景技术
在铸造领域中，已知使用可熔失模型来制造金属材料的零件。可熔失模型具有与期望得到的零件相同的形状和尺寸。可熔失模型由可升华材料制成，例如由聚苯乙烯、聚氨酯或聚乙烯制成。可熔失模型设置在由沙构成的模具内部，所述模具接收熔化的金属材料。与熔化的金属材料接触时，可升华材料升华，以将空间留给金属材料。在金属材料冷却之后，获得的金属零件的形状和尺寸与可熔失模型相同。
涉及本发明的该技术的一种用途是金属零件、尤其是例如气缸盖等的内燃机零件的铸造模制成型。用于该类型的技术的可熔失模型通常由膨胀的聚苯乙烯制成。
例如，在专利EP2052799或专利FR2357049或专利EP2397245中所述，在该情况下称为层(strate)的由聚苯乙烯模制的零件能够在模制成型之后组装，以构成称为“非永久性模型”或“可熔失模型”的铸造模型，这是因为在金属零件的模制成型时这些模型被熔化的金属破坏及替代。尤其当将获得的铸造零件形状复杂时，该组装是必须的，这是制造发动机气缸盖的情况。
层的组装通常通过粘贴、例如借助于热熔胶来进行。在专利FR2768068中给出了通过喷涂水溶性乳液状聚氨酯胶水来进行的涂胶技术示例。
然而，该粘贴技术可以改善。事实上，已经观察到，该粘贴技术不能够始终避免模型的连续两层之间的接触区域中的胶珠(bourrelet de colle)变形。风险尤其存在于具有开口的模型构造中，所述开口限界有由连续两层共同限定的管道容置部型的凹腔。在附图所示情况中，胶珠可在两层之间的连接区域内的凹腔中形成。例如当与由模型获得的铸造零件对应的容置部用于接收部件时由于部件具有匹配的尺寸，这些胶珠可造成一些问题。事实上，胶珠的存在将局部地改变层的容置部的形状和截面，因此复杂化/妨碍了部件在容置部内的插入。以及当模具凹腔用于在对应的铸造零件内形成流体循环管道时，管道的几何形状的改变及其截面的缩小会妨碍流体的循环。
发明内容
本发明的目的在于改善用于构成可熔失模型的层组装方法。更具体地。本发明旨在尤其当模型的连续两层共同限定凹腔时最佳限制这连续两层之间的接触面上的胶珠变形的风险。
本发明的目的首先在于提供了一种可熔失模型的实施方法，所述可熔失模型用于在铸造中获得金属零件并且包括通过粘贴彼此组装的叠层，所述可熔失模型包括通过开口通向模型外部的凹腔，所述凹腔由分别属于连续两层、即由分别属于叠层的下层和上层的两个凹腔部分共同限定。根据本发明的方法包括以下连续步骤：
-在组装下层前将型块(calibre)插入属于所述下层的凹腔部分内，所述型块的尺寸设定成填满整个凹腔的大部分，
-在用于组装至下层的上层的下表面上涂胶，
-将上层布置在下层上，以便于通过属于所述下层的凹腔部分来补全所述下层的凹腔部分，以构成凹腔，
-在连续两层彼此有效粘贴之后，取出型块。
使用术语“下”或“上”层以及“上”或“下”表面，这是因为组装方法通常通过层的竖直叠放来进行，其中由一层开始叠放，该层的下表面被涂胶并且之后安置在另一层的上表面上，两层的组件之后在新层上、即在下层上涂胶，等等。因此，这些空间术语被简洁、清晰地指明，但是本发明应当理解为还包括层以不同方式进行叠放的所有组装技术，例如沿水平轴线叠放(层沿竖直平面布置)，或者沿竖直相反方向叠放(在构造过程中在叠层上方添加一层，而不是在构造过程中在叠层下方添加一层)。
本发明的方案非常有利于最小化、甚至清除由连续两层共同限定的凹腔内的不合需要存在的胶珠：型块防止胶水在凹腔内、更具体地在两层之间的连接区域内的堆积。在将已涂胶的层安置在另一层上之前将型块插入凹腔的其中一部分内，还能够正确且容易地定位型块。注意到，通常使用热熔胶，该热熔胶“需要”几秒或数十秒。
有利地，型块的尺寸设定成完全填满凹腔。同样避免整个凹腔内的所有胶珠，这通常是所追求的目的。
优选地，型块包括尤其为金属的刚性芯部，所述刚性芯部被具有抗粘性能的套筒覆盖。套筒优选地由硅酮材料制成，这是因为已证明该材料在面对用于层的粘贴的热熔胶时具有显著的抗粘性能。事实上，这有利于容易地取出凹腔内的型块，而不使型块上留有胶水痕迹(该胶水轨迹还有被带至层本身的风险)。
有利地，型块借助于起重器或所有其它与其连成一体的致动器可平移地安装。起重器的运行可被手动、自动、尤其与操作及对层涂胶的设备同步操控。
凹腔能够是不通的(仅通过一个开口疏通，尤其侧向疏通)或者贯通的(在两侧疏通，尤其在模型的两个相对的边缘上疏通)。模型还可包括：“横跨”两层布置的多个凹腔。
在对上层涂胶以组装至下层之前，上层可已经组装至一个或多个上层。更常见地，在插入型块之前，可将共同限定凹腔的连续层中的至少一层预组装到至少另一层上。
优选地，通过加热至超过环境温度的热熔胶来进行涂胶。
本发明的目的还在于提供一种实施前述方法的装置，所述装置包括尤其为起重器型的致动器，所述致动器与型块连成一体并且能够驱动所述型块在缩回位置和一个或多个前进位置之间平移。
本发明的目的还在于提供一种铸造零件，所述铸造零件由根据所述方法或者通过前述装置组装的模型获得，其中与由连续两层共同限定的凹腔对应的凹腔接收尤其为电子/信息设备型的数据存储和/或采集设备的支座。因此，凹腔通常为不通的容置部型。同样重要的是例如由聚合物材料制成的支座，所述支座包括集成电路片，并且所述集成电路片被用力插入容置部内。
在另一实施例中，与铸造零件内的可熔失模型的凹腔对应的凹腔可参与流体循环管道的限定，所述流体例如为冷却流体型，因此所述凹腔优选地是每一端均疏通的管道类型。
由于本发明，当可熔失模型的凹腔位于连续两层的连接区域内时，可熔失模型的凹腔内没有胶珠。
根据一个实施例，根据本发明的可熔失模型限定了内燃机的气缸盖的形状。
附图说明
通过阅读仅作为示例的根据本发明的实施例的详细说明和附图，本发明的其它特征和优点将更加清楚，在附图中：
-图1是根据现有技术的已组装的可熔失模型的侧视图，所述可熔失模型包括由模型的连续两层限定的通腔；
-图2是电子设备的支座的等距视图，所述支座用于安置在与通过图1中的可熔失模型获得的铸造零件对应的通腔内；
-图3是通过图1中的可熔失模型获得的铸造零件的通腔的侧视图，所述通腔中安置有图2中的电子设备的支座；
-图4和5分别是通过根据现有技术的层组装获得的可熔失模型的通腔的正视图以及通过根据本发明的组装获得的通腔的正视图；
-图6和7分别是实施根据本发明的方法的具有型块的装置的等距视图和竖直截面图；
-图8a、8b和8c分别是用于根据本发明的方法的整个型块、所述型块的刚性芯部和用于覆盖刚性芯部的套筒的视图。
具体实施方式
附图中相同的部件具有相同的附图标记。附图并非必需以等比例示出所有部件，而是示意性的。然而，为了清晰起见，使用相同的附图标记指示可熔失模型的凹腔以及与由可熔失模型获得的铸造零件(此处为发动机的气缸盖)对应的凹腔。
提供了通过使用可熔失模型来模制金属零件、例如铝零件的模型的一种实施方法。在制造机动车辆的内燃机的气缸盖的情况下，该方法包括聚苯乙烯层的特定组装，该组装形成了需获得的零件的可熔失模型。不返回讨论通过可熔失模型的模制成型的细节或者模型的制造，可有利地参考在的本发明的背景技术部分中引用的专利所描述的该技术。
图1首先提到了可熔失模型由膨胀的聚苯乙烯层构成的方式：图1示出了由N个层、此处为已组装的5个层10、11、12、13、14构成的气缸盖1的可熔失模型。因此，这些层是模型的单位子组件并且形成模型的每一单层。分层设计能够设计复杂的零件，尤其是管道(冷却液、空气、燃料、排气的通道)数量大的情况。模型例如通过层的彼此粘贴而获得，正如在前述专利FR2768068中所述：通过对层X+1的下表面涂胶，随后将该层X+1安置在层X上来将下一层X+1粘贴在层X上。热熔胶在热的状态下涂敷，实施时间大约为几秒或数十秒。随后，获得两层组件，将该组件粘贴在第三层上，并且相似地直至整个模型组装完毕。在附图上通过薄胶层15标记了连续两层之间的接触面。在该示例中，模型1具有通腔16，所述通腔位于叠层的连续两层13、14之间，并且具有基本圆柱形截面。一旦构成了整个模型并且获得了汽缸盖，该凹腔16用于容置图2中的气缸盖内的集成电路片的支座，所述支座包括用于被用力插入凹腔16内的部件17a以及限定了集成电路片(未示出)的容置部的部件17b。该集成电路片能够在生产点追踪并且识别气缸盖1’(在图3中示出了一部分)。支座17由塑料材料制成，部件17a具有“止动件”，所述“止动件”能够在支座一旦被插入之后将所述支座保持凹腔内。
图3示出了该支座17：一旦支座插入气缸盖1’的凹腔16内，仅部件17b露出气缸盖外。
图4示出了模型1的凹腔16的开口的放大视图。可以看到，位于两层13和14之间的胶层15具有在层之间的连接区域内沿整个凹腔16的胶珠15a。胶珠15a可带来凹腔16的截面改变、相对于型块截面减小的问题，这可造成难以将集成电路片的支座17插入与气缸盖1’对应的凹腔内，甚至当胶珠过于突起时不能插入，造成了汽缸盖1’内的对应凹腔的截面的太大改变。
图5及之后的附图示出了根据本发明的层组装方法的改善。
图6示出了构造过程中的模型，其具有下层13，叠层中的下一层尚未组装至该下层，连续两层的组件需共同限定基本圆柱形截面的凹腔16’。相对于已知的通过粘贴的层组装，本发明增加了通过起重器19a、19b使型块18沿与圆柱形凹腔16，的纵向轴线重合的轴线X平移而插入的步骤。已知起重器包括与型块18的一端连成一体的杆部19a以及起重器的本体19b，在所述本体内部沿轴线X的长度限定了杆部19a的行程。该补充步骤将由图6和图7共同详细描述，图7示出了连续两层：
在将上层14组装至位于支座内的下层13之前，将型块推至前部位置，以便于使型块18位于由下层13限定的凹腔部分内。型块的尺寸(长度、截面)选择成将整个凹腔16’的截面以及至少部分长度(至少将接收支座17并且因此应当没有胶珠的凹腔部分)精确填满。然后，型块18始终位于前部位置处，通过对层14的下表面14a涂胶以及随后将该层安置在下层13的上表面上来将下层13与上层14组装在一起。因此，整个凹腔16’围绕型块18而形成。随后，等待胶水硬化以及完成最终的粘贴作用所需的时间(例如在5秒和25秒之间)，随后，通过起重器19驱动型块18，以使其移动至缩回位置，如图7中所示。型块18因此完全从凹腔16’中脱离，随后能够进行后面层(在该示例中，共同限定凹腔16’的两层13、14是构造过程中叠层的前两层)的组装。
因此，起重器19a、19b能够使型块18处于两个分立位置处：构造过程中将型块18插入模型的凹腔内的前部位置(图6)以及型块从凹腔脱离的缩回位置(图7)。因此，起重器具有可调节的预定行程，在缩回位置，起重器的杆部19a完全回到起重器的本体19b内。起重器的本体19b通过臂20固定至支座21，该支座与下层13的支座连成一体或者属于下层13的支座的一部分。
图8a、8b、8c详细示出了型块18的构造：所述型块包括呈杆形的刚性金属芯部18a，所述芯部完全被套筒18b覆盖。套筒18b由硅酮材料制成，硅酮材料已被证明是面对通常用于层组装的热熔胶、尤其是前述专利中所述的胶水时抗粘性能突出的材料。芯部18a为基本圆柱形的并且此处包括螺旋状突出的螺纹，便于套筒18b的装合。芯部18a通过中间零件18c与起重器连成一体。
图5示出了通过本发明获得的模型的凹腔16’：可见圆柱形截面的口径被完美限定并且没有胶珠，这确保了气缸盖内的对应凹腔的口径被精确地设定成期望的尺寸。
Claims (11)
1.一种可熔失模型(1)的实施方法，所述可熔失模型用于在铸造中获得金属零件(1’)并且包括通过粘贴彼此组装的叠层，其特征在于，所述可熔失模型包括通过开口通向模型外部的凹腔(16’)，所述凹腔由分别属于连续两层(13，14)、即由分别属于叠层的下层(13)和上层(14)的两个凹腔部分共同限定，以及所述方法包括以下连续步骤：
-在组装下层(13)前将型块(18)插入属于所述下层的凹腔部分内，所述型块的尺寸设定成填满整个凹腔的大部分，
-在用于组装至下层的上层(14)的下表面上涂胶，
-将上层(14)布置在下层(13)上，以便于通过属于下层(13)的凹腔部分来补全所述下层(13)的凹腔部分，以构成凹腔，
-在连续两层(13，14)彼此有效粘贴之后，取出型块(18)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，型块(18)的尺寸设定成完全填满凹腔(16’)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，型块(18)包括刚性芯部(18a)，所述刚性芯部被具有抗粘性能的套筒(18b)覆盖。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，套筒(18b)由硅酮材料制成。
5.根据权利要求1、2和4中任一项所述的方法，其特征在于，型块(18)借助于起重器(19a、19b)可平移地安装。
6.根据权利要求1、2和4中任一项所述的方法，其特征在于，凹腔(16’)是不通的或贯通的。
7.根据权利要求1、2和4中任一项所述的方法，其特征在于，在插入型块(18)之前，将共同限定凹腔的连续层(13，14)中的至少一层预组装到至少另一层上。
8.根据权利要求1、2和4中任一项所述的方法，其特征在于，通过加热至超过环境温度的热熔胶来进行涂胶。
9.一种实施根据权利要求1至8中任一项所述的方法的装置，其特征在于，所述装置包括致动器(19a、19b)，所述致动器与型块(18)连成一体并且能够驱动所述型块在缩回位置和一个或多个前进位置之间的平移。
10.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述刚性芯部是金属的。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述致动器是起重器型的致动器。
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