CN105798228A - 砂模线成型铺敷方法 - Google Patents

Abstract

一种砂模线成型铺敷方法，首先将打印平面网格化并建立分层的砂模三维网格模型，生成网格填充信息，而后逐层铺敷，铺敷每一层网格时，打印平面做横向扫描运动，纵向成列布置的落料喷头根据网格填充信息向对应网格填充成型砂或辅助成型砂，本发明采用由线到面的扫描打印方式，可以动态的选择材料来填充网格，提高了砂模的成型速度，适用于大型铸件砂模的生产制造。

Description

砂模线成型铺敷方法

技术领域

本发明涉及的是一种砂模制造领域的技术，具体是一种砂模线成型铺敷方法。

背景技术

现有的砂模打印方法可分为按轨迹跟踪扫描填充成型区域，利用喷头阵列喷射粘结剂填充成型区域，逐层铺敷成型砂后利用数控(CNC)技术需逐层切除充填区域。这些方法都是由点到线，再由线到面铺设砂模，在制造大型铸件的砂模时，要花费大量时间，效率较低。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN104985116A，公开日为2015年10月21日，公开了一种无模铸型快速制造方法，该方法是将型砂温度冷却到-40℃至-10℃，在低温环境下，计算机控制工作平台下移一段距离并铺设一层冷冻的底砂，然后工作平台下移一个层厚，铺一层低温型砂，计算机根据当前层铸型的截面形状，控制喷头喷射水或水溶液，将砂型凝固，层层打印，完成铸型。但该技术以单个喷头来铺设整个砂模，即以最基本的点作为砂模的基本成型要素，通过点的运动构成线，线的运动构成面；而非将线作为砂模的基本成型要素，直接通过线的运动构成面。在制造大型铸件的砂模时，效率低下，相对于传统砂模制作工艺，现有的无模铸造设备采用喷射粘结剂的方式，使得粘结剂含量较高。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种砂模线成型铺敷方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明首先将打印平面网格化并建立分层的砂模三维网格模型，生成网格填充信息，而后逐层铺敷，铺敷每一层网格时，打印平面做横向扫描运动，纵向成列布置的落料喷头根据网格填充信息向对应网格填充成型砂或辅助成型砂。

所述的网格填充信息包括网格填充材料信息、网格尺寸信息、网格填充厚度信息、扫描速度信息以及落料喷头的电控信息。

本发明包括以下步骤：

1)网格化打印平面；

2)建立砂模三维网格模型并生成网格填充信息；

3)将成型砂或辅助成型砂输送到落料喷头；

4)打印平面做横向扫描运动，纵向成列布置的落料喷头按照网格填充信息填充成型砂或辅助成型砂；

5)如果到达砂模三维网格模型的最后一层，则结束，否则打印平面下降一个层厚并回到步骤3)。

所述步骤2)包括以下具体步骤：

2.1)生成砂模的三维模型；

2.2)将三维模型切片，将该切片网格化并与打印平面对应；

2.3)生成每层切片中各个网格所对应的网格填充信息。

所述的落料喷头沿打印平面纵向成列布置，并沿打印平面横向布置若干列。

所述的落料喷头通过机架固定。

所述的成型砂优选为呋喃树脂自硬砂。

所述的辅助成型砂优选为原砂。

技术效果

与现有技术相比，本发明采用由线到面的扫描打印方式，可以动态的选择材料来填充网格，提高了砂模的成型速度，适用于大型铸件砂模的生产制造。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为三维网格模型的切片示意图；

图3为落料喷头分布示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1所示，本实施例首先将打印平面网格化并建立分层的砂模三维网格模型生成网格填充信息，而后逐层铺敷，铺敷每一层网格时，打印平面做横向扫描运动，纵向成列布置的落料喷头根据网格填充信息向对应网格填充成型砂或辅助成型砂，具体步骤如下：

1)网格化打印平面，将打印平面按照成型精度要求进行网格划分。

2)建立砂模三维网格模型并生成网格填充信息：

2.1)生成砂模的三维模型。利用三维造型软件生成该三维模型，并保存为STL文件。

2.2)将三维模型切片，将该切片网格化并与打印平面对应，形成三维网格模型。利用Slic3r软件设定切片的轮廓，该轮廓与打印平面相对应。而后网格化该切片，每个网格都与打印平面中的网格相同并对应。切片并网格化的三维模型以SVG格式保存。

如图2所示，所述的切片的斜线阴影部分为成型区域，交叉斜线阴影部分为某一时刻的铺敷区域即某一时刻落料喷头的位置。纵向成列布置的落料喷头，沿着打印平面的横向充填与其对应的网格，在成型区域中填充作为成型砂的呋喃树脂自硬砂，其它区域则充填作为辅助成型砂的原砂。

2.3)生成每层切片中各个网格所对应的网格填充信息。所述的网格填充信息包括网格填充材料信息、网格尺寸信息、网格填充厚度信息、扫描速度信息以及落料喷头的电控信息。

3)将成型砂或辅助成型砂输送到落料喷头。原砂和利用混砂机制作的呋喃树脂自硬砂被传输至落料喷头。

4)打印平面做横向扫描运动，纵向成列布置的落料喷头按照网格填充信息填充成型砂或辅助成型砂。

如图3所示，所述的落料喷头沿打印平面纵向成列布置，并沿打印平面横向布置若干列。该落料喷头依据各个网格的网格填充信息，选择性的在该层打印平面的网格中填充呋喃树脂自硬砂或原砂。即落料喷头对应的为成型区域，则充填呋喃树脂自硬砂，否则填充原砂。

所述的落料喷头通过支架固定于地面，打印平面做横向水平运动，以完成该层切片的铺设。

5)如果到达砂模三维网格模型的最后一层，则结束，否则打印平面下降一个层厚并回到步骤3)。

与现有技术相比，本发明采用由线到面的扫描打印方式，可以动态的选择材料来填充网格，提高了砂模的成型速度，适用于大型铸件砂模的生产制造。基本成型要素为线的这一特点，区别于现有砂模打印设备以点为基本成型要素，从基本的成型原理上，提升了砂模打印的速度；同时该方法适用于两种材料同时打印，即有选择的对打印平面进行成型砂和辅助成型砂的选择性铺敷，区别于现有砂模打印设备；此外，采用传统工艺制作呋喃树脂自硬砂用于选择性铺敷，而非根据成型区域需求利用单一喷头或者喷头阵列喷射固化剂、粘结剂，从而保证粘结剂含量不会过高，进而保证了砂模的强度等性能指标与传统工艺制作的砂模相近。

Claims (7)

1.一种砂模线成型铺敷方法，其特征在于，首先将打印平面网格化并建立分层的砂模三维网格模型，生成网格填充信息，而后逐层铺敷，铺敷每一层网格时，打印平面做横向扫描运动，纵向成列布置的落料喷头根据网格填充信息向对应网格填充成型砂或辅助成型砂；

所述的网格填充信息包括网格填充材料信息、网格尺寸信息、网格填充厚度信息、扫描速度信息以及落料喷头的电控信息。

2.根据权利要求1所述的砂模线成型铺敷方法，其特征是，包括以下具体步骤：

1)网格化打印平面；

2)建立砂模三维网格模型并生成网格填充信息；

3)将成型砂或辅助成型砂输送到落料喷头；

4)打印平面做横向扫描运动，纵向成列布置的落料喷头按照网格填充信息填充成型砂或辅助成型砂；

5)如果到达砂模三维网格模型的最后一层，则结束，否则打印平面下降一个层厚并回到步骤3)。

3.根据权利要求2所述的砂模线成型铺敷方法，其特征是，所述步骤2)包括以下步骤：

2.1)生成砂模的三维模型；

2.2)三维模型切片，将切片网格化并与打印平面对应；

2.3)生成每层切片中各个网格所对应的网格填充信息。

4.根据权利要求1或2所述的砂模线成型铺敷方法，其特征是，所述的落料喷头沿打印平面纵向成列布置，并沿打印平面横向布置若干列。

5.根据权利要求4所述的砂模线成型铺敷方法，其特征是，所述的落料喷头通过机架固定。

6.根据权利要求1或2所述的砂模线成型铺敷方法，其特征是，所述的成型砂为呋喃树脂自硬砂。

7.根据权利要求1或2所述的砂模线成型铺敷方法，其特征是，所述的辅助成型砂为原砂。