CN105364005A - 一种基于3d打印技术快速制作电力金具的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于3D打印技术快速制作电力金具的工艺，建立塑料金具样品的制图及打印程序，形成塑料金属样品的3D打印终端数据库；3D打印出塑料样品模型；将塑料样品模型放置在振动紧实后的砂箱中，加入干石英砂，通过干石英砂固定，同时使振动台在三维方向上进行振动预定时间，使干石英砂充满塑料样品模型的各个部位；将砂箱移出到浇筑工位，砂箱表面用塑料薄膜密封，靠大气压力与铸型内壳内压力之差将干石英砂粘结在一起，进行金属液浇铸，发生液体金属与塑料样品模型的置换过程，最终形成金属铸件。本发明利用3D打印技术制作时间短、操作简单的优势快速制作满足要求的样品模具，再通过与传统金具生产工艺的结合有效避免当前3d打印成品强度不足的问题，可快速应用于电力抢修的合格产品。

Description

一种基于3D打印技术快速制作电力金具的工艺

技术领域

本发明涉及到电力金具制作工艺，是一种基于3D打印技术快速制作电力金具的工艺。

背景技术

电力抢修紧急调用备品备件的情况时有发生，电力企业可能因备品补充不及时或者无法备全所有型号出现短缺；金具厂家针对这一情况备有部分特定型号常用备件的模具或者半成品金具，但出于经济性考虑未包含全部备件，尤其对一些结构复杂，尺寸多样的金具。一旦发生无备件模具的情况，将严重延误复电时间。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术在电力抢修时由于后备金具样品不够或不齐全导致维修无法尽快进行延误复电时间的技术问题，提供一种通过与传统金具生产工艺的结合有效避免当前3d打印成品强度不足的问题，最终可获得比传统金具制作时间更短，比当代3d打印产品强度更高，可快速应用于电力抢修的基于3D打印技术快速制作电力金具的工艺。

为实现以上目的，本发明采取了以下的技术方案：一种基于3D打印技术快速制作电力金具的工艺，包括如下步骤：

步骤一：建立塑料金具样品的制图及打印程序，形成塑料金属样品的3D打印终端数据库；

步骤二：3D打印出塑料样品模型；

步骤三：设置工作台，所述工作台包括振动台、以及固定在振动台上带有抽气室的砂箱，通过振动台将位于砂箱内底部的设置的具有预定厚度的底砂振动紧实；

步骤四：将塑料样品模型放置在振动紧实后的砂箱中，加入干石英砂，通过干石英砂固定，同时使振动台在三维方向上进行振动预定时间，使干石英砂充满塑料样品模型的各个部位，塑料样品模型形成由干石英砂组成的铸型内壳；

步骤四：将砂箱移出到浇筑工位，砂箱表面用塑料薄膜密封，接负压系统，用真空泵将砂箱内抽成真空，靠大气压力与铸型内壳内压力之差将干石英砂粘结在一起，砂箱箱口放上浇口杯，从该浇口杯处进行进行金属液浇铸，金属液在热作用下将塑料样品模型融化排除，占据塑料样品模型的位置，发生液体金属与塑料样品模型的置换过程，最终金属液体取代塑料样品模型或铸型内壳，塑料样品模型或铸型内壳消失，最终形成金属铸件。

维持铸型浇注过程不崩散。实型铸造浇注时，在液体金属的热作用下，样品模具发生热解气化，产生大量气体，不断通过干石英砂向外排放，在铸型、塑料样品模型及金属间隙内形成一定气压，液体金属不断地占据3D打印的塑料样品模型位置，向前推进，发生液体金属与塑料样品模型的置换过程。置换的最终结果是形成铸件。如此获得比传统金具制作时间更短，操作更加简单，同时比当代金属3d打印产品强度更高，可快速应用于电力抢修的合格产品。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：目前新备品模具紧急生产平均需要9天，开模后加工还需要1天。但如果利用3D打印技术，打印出和所需备品一模一样的塑料样品，然后制作砂床进行浇筑，时间约需3小时，加上2小时3D打印时间，5小时可以出成品，本发明利用3D打印技术制作时间短、操作简单的优势快速制作满足要求的样品模具，再通过与传统金具生产工艺的结合有效避免当前3d打印成品强度不足的问题，最终可获得比传统金具制作时间更短，比当代3d打印产品强度更高，可快速应用于电力抢修的合格产品。本工艺不仅可以实现3D打印应急，而且日常备品库存也可以大大降低，甚至可以依托公司形成全网的虚拟备品库，节约仓库用地。本工艺具有消失模铸造(消失模铸造是将与铸件尺寸形状相似的石蜡或塑料模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法)中的模样尺寸大、精密度高的特点，又有熔模精密铸造中结壳精度、强度等优点。与普通熔模铸造相比，其特点是3D塑料模料成本低廉，模样粘接组合方便，塑料模型消失容易，克服了熔模铸造模料容易软化而引起的熔模变形的问题，可以生产较大尺寸的各种合金复杂铸件。

附图说明

图1为本发明实施例基于3D打印技术快速制作电力金具的工艺流程简单示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。

实施例

一种基于3D打印技术快速制作电力金具的工艺，包括如下步骤：建立塑料金具样品的制图及打印程序，形成塑料金属样品的3D打印终端数据库；3D打印出塑料样品模型；具体来说，本工艺基于成熟的非金属3D打印技术，自主研究塑料金具样品的制图及打印程序，形成3D打印终端数据库，根据现场需求实时调出所需金具型号图纸，通过发送打印指令，利用3D打印技术快速、简洁地制作出满足金具厂要求的样品模具；由于3D打印模具本身具备一定硬度和精度，免去传统工艺中必需在模具表面涂一层一定厚度的涂料，形成铸型内壳；

设置工作台，工作台包括振动台、以及固定在振动台上带有抽气室的砂箱，通过振动台将位于砂箱内底部的设置的具有预定厚度的底砂振动紧实；底砂形成的砂床厚度一般在50～100mm以上；

将塑料样品模型放置在振动紧实后的砂箱中，加入干石英砂，通过干石英砂固定，同时使振动台在三维方向(X、Y、Z三个方向)上进行振动预定时间(一般为30～60秒)，使干石英砂充满塑料样品模型的各个部位，塑料样品模型形成由干石英砂组成的铸型内壳；

将砂箱移出到浇筑工位，砂箱表面用塑料薄膜密封，用真空泵将砂箱内抽成真空，靠大气压力与铸型内壳内压力之差将干石英砂粘结在一起，维持铸型浇注过程不崩散，实型铸造浇注时，砂箱箱口放上浇口杯，从该浇口杯处进行进行金属液浇铸，在液体金属的热作用下，3D打印模型发生热解气化，产生大量气体，不断通过涂层干石英砂，向外排放，在铸型、模型及金属间隙内形成一定气压，液体金属不断地占据3D打印的模型位置，向前推进，发生液体金属与模型的置换过程。置换的最终结果是形成铸件。如此获得比传统金具制作时间更短，操作更加简单，同时比当代金属3d打印产品强度更高，可快速应用于电力抢修的合格产品。

在目前对供电可靠性要求越来越高的大背景下，要求电力抢修时间尽可能短，不计成本尽快回复供电。在此背景下，备品备件也是总类繁多，投资巨大。不仅造成资金的极大浪费，同时备品备件的管理以及存放也需要耗费大量人力物力。3D打印技术的发展将极大改善这种状况。面对种类繁多，尺寸不一，备品空间不足等问题，建立3D打印虚拟备品库可以很好的解决这一难题。前述所知，3D打印的制造过程仅需要设计产品模型和打印产品两个步骤，因而建立各备品的3D打印图纸即虚拟备品库，将可以实现无限容量库存，节约仓库容量和占地，并大量节约资金。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (1)

1.一种基于3D打印技术快速制作电力金具的工艺，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：建立塑料金具样品的制图及打印程序，形成塑料金属样品的3D打印终端数据库；

步骤二：3D打印出塑料样品模型；

步骤三：设置工作台，所述工作台包括振动台、以及固定在振动台上带有抽气室的砂箱，通过振动台将位于砂箱内底部的设置的具有预定厚度的底砂振动紧实；

步骤四：将塑料样品模型放置在振动紧实后的砂箱中，加入干石英砂，通过干石英砂固定，同时使振动台在三维方向上进行振动预定时间，使干石英砂充满塑料样品模型的各个部位，塑料样品模型形成由干石英砂组成的铸型内壳；

步骤四：将砂箱移出到浇筑工位，砂箱表面用塑料薄膜密封，用真空泵将砂箱内抽成真空，靠大气压力与铸型内壳内压力之差将干石英砂粘结在一起，砂箱箱口放上浇口杯，从该浇口杯处进行进行金属液浇铸，金属液在热作用下占据塑料样品模型的位置，发生液体金属与塑料样品模型的置换过程，最终形成金属铸件。