CN105328129A - 3d打印气缸盖砂芯强度的强化方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种3D打印气缸盖砂芯强度的强化方法，包括如下步骤：S100：在下水腔芯的棒状芯头(1)的中设置盲孔(2)；S200：在盲孔(2)中插入强化件(3)；以及S300：将插入强化件(3)后的砂芯与其他砂芯进行组合、浇注得到完整的3D打印气缸盖铸件。本发明的目的在于提供能够提高下水腔芯强度的3D打印气缸盖砂芯强度的强化方法。

Description

3D打印气缸盖砂芯强度的强化方法

技术领域

本发明涉及一种强化3D打印砂芯强度的方法，更具体地，涉及一种强化具有小直径铸出孔的3D打印气缸盖砂芯的方法。

背景技术

气缸盖作为柴油机上的关键部件，属于薄壁多腔体铸件。利用3D打印成形无模铸造的特点，将形成气缸盖内腔结构的进气道芯、排气道芯、上水腔芯、下水腔芯、后水腔芯和四个螺栓孔芯的设计在一个组合芯内，成形工序使用3D打印可以得到形成气缸盖的砂芯。

3D打印作为一种面成形的快速成形技术，具有强大的造型能力，可以快速制作出生产气缸盖的砂芯，但是由于打印材料是呋喃树脂砂，其中呋喃树脂在250℃左右会开始发生分解，导致砂芯的高温强度迅速下降。

下水腔芯受力面积大，只有6个φ30的棒状芯头起固定支撑作用，浇注时6个棒状芯头部位的砂芯高温强度迅速下降，导致下水腔芯容易断芯、漂芯，铸件出现皮透缺陷。另外，断口的造型材料发气，也会导致呛火，所以一旦下水腔芯断芯，气缸盖铸件也容易出现呛火缺陷。

发明内容

为解决现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供能够提高下水腔芯强度的3D打印气缸盖砂芯强度的强化方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种3D打印气缸盖砂芯强度的强化方法，包括如下步骤：

S100：在下水腔芯的棒状芯头中设置盲孔；

S200：在盲孔中插入强化件；以及

S300：将插入强化件后的砂芯与其他砂芯进行组合、浇注得到完整的3D打印气缸盖铸件。

根据本发明，在步骤S100之后以及步骤S200之前还包括如下步骤：

S102：在盲孔的出口处设置覆盖出口的凸台以将盲孔密封；

S104：对下水腔芯进行流涂工艺；以及

S106：将凸台从盲孔刮除并将盲孔内部的散砂清除。

根据本发明，在步骤S200之后以及步骤S300之前还包括如下步骤：

S202：在盲孔中的强化件周围填充砂芯材料，紧实后喷入固化剂；以及

S204:将强化件伸出盲孔的部分去除。

根据本发明，在步骤S100中，盲孔与棒状芯头同轴设置。

根据本发明，在步骤S100中，盲孔的深度大于棒状芯头的深度。

根据本发明，在步骤S204中，利用压缩空气将盲孔内部的散砂清除。

根据本发明，强化件为铁钉。

根据本发明，砂芯材料为冷芯盒树脂砂，固化剂为三乙胺。

根据本发明，棒状芯头的直径为30毫米，凸台的厚度为3毫米。

根据本发明，铁钉的直径为6毫米。

本发明的有益效果在于：通过在下水腔芯的棒状芯头中设置盲孔并在盲孔中插入强化件，使得下水腔芯的强度能够通过强化件增强。因此在将下水腔芯与其他内部腔芯组合形成完整的3D打印气缸盖砂芯时，3D打印气缸盖砂芯的整体结构更加坚固，下水腔芯不易出现断芯、漂芯，铸件出现皮透的缺陷。

附图说明

图1是本发明强化方法的一个实施例的流程图；

图2是本发明中下水腔芯的结构示意图；

图3是本发明3D打印气缸盖砂芯的侧视图；以及

图4是图3中沿线A-A截取的截面图。

具体实施方式

现参见附图对本发明进行描述，结合图1至图4，本发明提供的3D打印气缸盖砂芯强度的强化方法包括如下步骤：

S100：在下水腔芯的棒状芯头1中设置盲孔2；

S200：在盲孔2中插入强化件3；以及

S300：将插入强化件3后的下水腔芯与其他内部腔芯进行组合、浇注得到完整的3D打印气缸盖铸件。

通过在下水腔芯的棒状芯头1中设置盲孔2并在盲孔2中插入强化件3，使得下水腔芯的强度能够通过强化件增强。因此在将下水腔芯与其他内部腔芯组合形成完整的3D打印气缸盖砂芯时，3D打印气缸盖砂芯的整体结构更加坚固，下水腔芯不易出现断芯、漂芯，铸件不易出现皮透的缺陷。

此外可选地，在步骤S100中，盲孔2可以与棒状芯头1同轴设置，当然应当理解，盲孔2与棒状芯头1之间也可以允许一定的偏差，即，二者可以不同轴设置，这可以根据具体使用情况而定，本发明不局限于此。此外，盲孔2的深度可以设置成大于棒状芯头1的深度，这样为后续强化件3的插入提供更有效的深度。

进一步在可选的实施例中，本发明的方法在步骤S100之后以及步骤S200之前还可以包括如下步骤：

S102：在盲孔2的出口处设置覆盖出口的凸台4以将盲孔2密封；

S104：对下水腔芯进行流涂工艺；以及

S106：将凸台4从盲孔2刮除并将盲孔2内部的散砂清除。

进一步在可选的实施例中，本发明在步骤S200之后以及步骤S300之前还可以包括如下步骤：

S202：在盲孔2中的强化件3周围填充砂芯材料，紧实后喷入固化剂。在可选的实施例中，上述砂芯材料可以为冷芯盒树脂砂，固化剂可以为三乙胺；当然应当理解，其它适当的粘结剂也可以应用在本发明中，本发明不局限于此；以及

S204:将强化件伸出盲孔2的部分去除。在此步骤中，可选地，可以利用压缩空气将盲孔2内部的散砂清除；当然应当理解，其它适当的清除工艺也可以应用在本发明中，本发明不局限于此。

可选地，强化件3可以为铁钉，当强化件3为铁钉时，铁钉3的直径可以为6毫米；在其它实施例中，强化件3也可以为任意的金属结构件，这可以根据具体使用情况而定，本发明不局限于此。此外，棒状芯头1的直径可以为30毫米，凸台4的厚度可以为3毫米。

现以具体实施方式的形式对本发明进行描述。

首先，在CAD中进行三维工艺设计时，在下水腔芯的6个φ30棒状芯头1的中心设计φ12的盲孔2，其深度要大于芯头1的长度。盲孔2伸入到下水腔芯主体内部，如图4中截面图所示。

然后，在盲孔2的出口处，设计3mm厚的凸台4，以将盲孔2封死(见图3所示)，从而防止砂芯在施涂过程中涂料进入盲孔2，导致散砂难以清理。

接着，在进行流涂工艺后且在组芯之前，将凸台4刮开并用压缩空气将盲孔2内部的散砂清理干净。

在盲孔2中插入φ6mm的铁钉作为强化件3，其周围填入冷芯盒树脂砂，充分紧实后喷入三乙胺作为固化剂进行固化。在其它实施例中，也可以采用普通呋喃树脂砂，但是需要增加固化剂加入量加快硬化速度。

进一步，剪断铁钉多余的部分，防止砂芯转运过程中磕碰而使芯头部位受力，导致砂芯损坏，与3D打印气缸盖砂芯外侧面齐平即可。

最后，进行组芯、浇注，从而得到完整的气缸盖铸件。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种3D打印气缸盖砂芯强度的强化方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100：在下水腔芯的棒状芯头(1)中设置盲孔(2)；

S200：在所述盲孔(2)中插入强化件(3)；以及

S300：将插入所述强化件(3)后的砂芯与其他砂芯进行组合、浇注得到完整的所述3D打印气缸盖铸件。

2.根据权利要求1所述的强化方法，其特征在于，在所述步骤S100之后以及所述步骤S200之前还包括如下步骤：

S102：在所述盲孔(2)的出口处设置覆盖所述出口的凸台(4)以将所述盲孔(2)密封；

S104：对所述下水腔芯进行流涂工艺；以及

S106：将所述凸台(4)从所述盲孔(2)刮除并将所述盲孔(2)内部的散砂清除。

3.根据权利要求1或2所述的强化方法，其特征在于，在所述步骤S200之后以及所述步骤S300之前还包括如下步骤：

S202：在所述盲孔(2)中的所述强化件(3)周围填充砂芯材料，紧实后喷入固化剂；以及

S204:将强化件伸出所述盲孔的部分去除。

4.根据权利要求1所述的强化方法，其特征在于，在所述步骤S100中，所述盲孔(2)与所述棒状芯头(1)同轴设置。

5.根据权利要求1所述的强化方法，其特征在于，在所述步骤S100中，所述盲孔(2)的深度大于所述棒状芯头(1)的深度。

6.根据权利要求3所述的强化方法，其特征在于，在所述步骤S204中，利用压缩空气将所述盲孔(2)内部的散砂清除。

7.根据权利要求1所述的强化方法，其特征在于，所述强化件(3)为铁钉。

8.根据权利要求3所述的强化方法，其特征在于，所述砂芯材料为冷芯盒树脂砂，所述固化剂为三乙胺。

9.根据权利要求2所述的强化方法，其特征在于，所述棒状芯头(1)的直径为30毫米，所述凸台(4)的厚度为3毫米。

10.根据权利要求7所述的强化方法，其特征在于，所述铁钉(3)的直径为6毫米。