CN106424581A - 3d打印砂芯的清砂结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种3D打印砂芯的清砂结构，包括：设置在3D打印砂芯的清砂死角位置的清砂孔；可选择地容纳在清砂孔以封堵清砂孔的粘芯；以及由清砂孔的一部分和粘芯的一部分共同形成的朝向3D打印砂芯的外部开口的填砂槽。本发明的目的在于提供一种3D打印砂芯的清砂结构，在不影响砂芯结构强度前提下提高3D打印砂芯的清砂效率。

Description

3D打印砂芯的清砂结构
技术领域
本发明应用于3D打印砂芯铸造生产领域，涉及一种3D打印砂芯的清砂结构。
背景技术
随着3D打印技术的推广与应用，目前使用3D打印砂芯进行铸造生产的方法已经在行业内逐渐流行。
由于3D技术可实现各种复杂结构砂芯的高精度打印，无需考虑传统工艺的起模和撤料问题，故该工艺方法适合于各种复杂结构铸件的生产。在工艺设计时，为提高生产效率与铸件尺寸精度，需要在满足自身强度前提下尽量减少工艺分芯数量。砂芯在打印完成后，使用压缩空气将内部未经打印硬化的多余干砂全部吹出，保证砂芯所有结构尺寸轮廓清晰，然后对砂芯进行流涂烘干、组装和浇注，最终得到所需铸件。
在生产过程中发现，3D打印砂芯的内部结构一般较为复杂，砂芯内部总有一些无法触及和观测区域，同时由于干砂具有一定的附着力，导致这些区域的清砂过程十分困难。这些清砂死角的干砂如若残留，会导致铸件相应部位出现夹砂、缺肉等缺陷。前期使用内窥镜配合检查是否存在清砂遗漏，大大严重降低了生产效率。
鉴于以上问题，我们希望找到一种能快速将3D打印砂芯所有部位清砂到位的结构。
发明内容
针对相关技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种3D打印砂芯的清砂结构，在不影响砂芯结构强度前提下提高3D打印砂芯的清砂效率。
本发明提供一种3D打印砂芯的清砂结构，包括：设置在3D打印砂芯的清砂死角位置的清砂孔；可选择地容纳在清砂孔以封堵清砂孔的粘芯；以及由清砂孔的一部分和粘芯的一部分共同形成的朝向3D打印砂芯的外部开口的填砂槽。
根据本发明，粘芯包括定位台，以及设置在定位台的两端的前端堵头和下芯把手，前端堵头的横截面尺寸和下芯把手的横截面尺寸均小于定位台的横截面尺寸。
根据本发明，定位台具有朝向3D打印砂芯的外部倾斜的第一侧面，第一侧面与水平面的夹角为5°-10°。
根据本发明，定位台具有20mm-50mm的厚度，并且定位台与清砂孔的配合间隙为0.5mm。
根据本发明，填砂槽的底面包括定位台的顶面和下芯把手的整个表面。
根据本发明，清砂孔上用于形成填砂槽的部分具有朝向3D打印砂芯的内部倾斜的第二侧面。
根据本发明，清砂孔具有与前端堵头和定位台配合的第三侧面，第三侧面相对于第二侧面更靠近3D打印砂芯的内部。
根据本发明，前端堵头与清砂孔的配合间隙为1mm。
根据本发明，填砂槽中具有L形的钢筋插槽，钢筋插槽中容纳有钢筋。
根据本发明，填砂槽中填充有树脂砂。
本发明的有益技术效果在于：
本发明的3D打印砂芯的清砂结构通过在设置在3D打印砂芯的清砂死角位置的清砂孔，彻底清砂后用粘芯封堵清砂孔，再在由清砂孔的一部分和粘芯的一部分共同形成的朝向3D打印砂芯的外部开口的填砂槽中填充树脂砂，从而在保证砂芯结构强度的前提下，为吹砂提供排砂、吹气通道，同时保证砂芯各个部位能被检查观测，提高了3D打印砂芯的清砂效率，提高了清砂可操作性。
附图说明
图1是本发明的3D打印砂芯的清砂结构的示意图。
图2是沿图1中线A-A截取的截面图。
具体实施方式
参考附图公开示出的实施例。然而，应当理解，所公开的实施例仅为可以以各种和替代形式显示的实施例。附图未必按比例绘制，并且可能放大或缩小一些特征来显示特定部件的细节。所公开的具体结构和功能性细节不应解释为限制，而是作为用于教导本领域技术人员如何实践本公开的代表性基础。
参考图1和图2，本发明提供一种3D打印砂芯的清砂结构，包括：设置在3D打印砂芯的清砂死角位置2的清砂孔9；可选择地容纳在清砂孔9以封堵清砂孔9的粘芯10；以及由清砂孔9的一部分和粘芯10的一部分共同形成的朝向3D打印砂芯的外部开口的填砂槽5。本发明的3D打印砂芯的清砂结构通过在设置在3D打印砂芯的清砂死角位置2的清砂孔9，彻底清砂后用粘芯10封堵清砂孔9，再在由清砂孔的一部分和粘芯的一部分共同形成的朝向3D打印砂芯的外部开口的填砂槽5中填充树脂砂，从而在保证砂芯结构强度的前提下，为吹砂提供排砂、吹气通道，同时保证砂芯各个部位能被检查观测，提高了3D打印砂芯的清砂效率，提高了清砂可操作性。同时保证了砂芯所有结构尺寸轮廓清晰完整，防止铸件相应部位因清砂遗漏产生夹砂、缺肉等缺陷。
3D打印砂芯包括型腔1，现定义型腔1所在的位置为3D打印砂芯的内部，相对地，3D打印砂芯的外面定义为3D打印砂芯的外部。鉴于3D打印砂芯的清砂死角位置2为砂芯无法触及和观测的部位，所以本发明在相应部位设计了能使该处与外部打通的清砂孔9，为清砂提供了观测与操作的通道，同时设计了粘芯10、和外围填砂槽5及钢筋插槽6，对清砂孔部位砂芯进行封堵和强化。
优选地，清砂孔9可以理解为在砂芯清砂死角位置2开出的与外界连通的通道。清砂孔9的大小决定与清砂死角包含的砂芯结构面积，其设计原则要满足所有砂芯清砂部位结构实现可观测，以满足后序的检查要求。
参照图2，粘芯10即为封堵清砂孔的配合粘芯。粘芯10设计重量需小于5Kg(根据需要可设计多个清砂孔及粘芯)。粘芯10包括定位台3，以及设置在定位台3的两端的前端堵头7和下芯把手4，前端堵头7的横截面尺寸和下芯把手4的横截面尺寸均小于定位台3的横截面尺寸。此处的横截面是指竖直垂直于图2的纸面截取的截面。其中，前端堵头7、下芯把手4和定位台3可以为方形、圆形、多边形和不规则形状中的一种或多种。前端堵头7用于形成铸件结构，其厚度需满足自身强度需要。
继续参照图2，定位台3具有朝向3D打印砂芯的外部倾斜的第一侧面31，第一侧面31与水平面的夹角为5°-10°。也就是说，对定位台的沿周面添加5-10°的稍度，优选为10°，方便下芯导向。定位台30具有20mm-50mm的厚度，优选为50mm，并且定位台3与清砂孔9的配合间隙为0.5mm。定位台3用于定位粘芯10，而下芯把手4用于下芯过程把持粘芯10。
继续参照图2，填砂槽5的底面包括定位台3的顶面和下芯把手4的整个表面。清砂孔9上用于形成填砂槽5的部分具有朝向3D打印砂芯的内部倾斜的第二侧面91。具体而言，填砂槽5为在粘芯10外侧设计的与定位台3稍度相反的凹槽，填砂槽5的深度优选≥80mm，在完成粘芯10封堵清砂孔9后，在填砂槽5中填充树脂砂，并通过倒稍固定，以提高砂芯的清砂孔部位的砂芯强度，防止在浇注过程中清砂孔9跑火。
继续参照图2，清砂孔9具有与前端堵头7和定位台3配合的第三侧面，第三侧面92相对于第二侧面91更靠近3D打印砂芯的内部。前端堵头与清砂孔的配合间隙为1mm。具体而言，清砂孔9的第二侧面91和第三侧面92相互衔接，共同形成清砂孔9的侧壁。
继续参照图2，填砂槽5中具有L形的钢筋插槽6，钢筋插槽6中容纳有钢筋8。具体而言，钢筋插槽6为填砂槽5中的L形凹槽，适合于钢筋8插入和固定，用于强化填砂槽5中填埋砂的整体强度。钢筋8优选为直段钢筋，容纳在L形钢筋插槽6的短段部位。
本发明的清砂结构的一个示例性具体操作过程如下：
砂芯在完成主体部位清砂后，使用压缩空气管道口对准清砂孔9，将砂芯清砂死角位置2处干砂全部吹出，使用手电检查清砂是否到位，待砂芯所有清砂孔检查清砂到位后，对砂芯进行流涂、烘干；
将粘芯10的前端堵头7形成铸件部分涂刷涂料并烘干，在定位台3配合面上均匀涂抹砂型胶，手持下芯把手4将封孔粘芯缓慢下入清砂孔9中，保证定位台3顶面与填砂槽5下平面平齐；
待粘芯粘牢后，将Φ10mm直径的钢筋8插入钢筋插6槽L形短段中，进行树脂砂填埋、紧实并刮平，待树脂砂硬化后，可进行浇注作业。
本发明的多项有益效果可列如下：
发明可彻底解决前期砂芯清砂死角的清砂困难问题，从而解决了因清砂残留导致的铸件夹砂、缺肉等缺陷，同时使清砂效率大幅度提升；
由于解决了砂芯结构的清砂制约，使分芯数量进一步较少，因而减少了铸件披缝，节约了清理时间，提高了铸件尺寸精度；
砂芯清砂系统的设计同样方便了流涂过程，可使涂料快速留出，防止发生涂料堆积，同时在烘干过程中提供了空气对流通道，减少了砂芯烘干时间；
通过对填砂槽的树脂砂填充，可使清砂孔部位砂芯得到强化，以抵御浇注过程中的铁水充型压力，可防止清砂孔在浇注过程中发生跑火。
以上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打印砂芯的清砂结构，其特征在于，包括：
设置在所述3D打印砂芯的清砂死角位置的清砂孔；
可选择地容纳在所述清砂孔以封堵所述清砂孔的粘芯；以及
由所述清砂孔的一部分和所述粘芯的一部分共同形成的朝向所述3D打印砂芯的外部开口的填砂槽。
2.根据权利要求1所述清砂结构，其特征在于，所述粘芯包括定位台，以及设置在所述定位台的两端的前端堵头和下芯把手，所述前端堵头的横截面尺寸和所述下芯把手的横截面尺寸均小于所述定位台的横截面尺寸。
3.根据权利要求2所述清砂结构，其特征在于，所述定位台具有朝向所述3D打印砂芯的外部倾斜的第一侧面，所述第一侧面与水平面的夹角为5°-10°。
4.根据权利要求2所述清砂结构，其特征在于，所述定位台具有20mm-50mm的厚度，并且所述定位台与所述清砂孔的配合间隙为0.5mm。
5.根据权利要求2所述清砂结构，其特征在于，所述填砂槽的底面包括所述定位台的顶面和所述下芯把手的整个表面。
6.根据权利要求2所述清砂结构，其特征在于，所述清砂孔上用于形成所述填砂槽的部分具有朝向所述3D打印砂芯的内部倾斜的第二侧面。
7.根据权利要求6所述清砂结构，其特征在于，所述清砂孔具有与所述前端堵头和所述定位台配合的第三侧面，所述第三侧面相对于所述第二侧面更靠近所述3D打印砂芯的内部。
8.根据权利要求7所述清砂结构，其特征在于，所述前端堵头与所述清砂孔的配合间隙为1mm。
9.根据权利要求1所述清砂结构，其特征在于，所述填砂槽中具有L形的钢筋插槽，所述钢筋插槽中容纳有钢筋。
10.根据权利要求1所述清砂结构，其特征在于，所述填砂槽中填充有树脂砂。
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