CN107962165A - 一种在3d打印树脂砂芯里装配成型冷铁的铸造方法 - Google Patents

一种在3d打印树脂砂芯里装配成型冷铁的铸造方法 Download PDF

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赵钢
赵一钢
李红宾
张金荣
国学英
邓连成
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    • B22D18/04—Low pressure casting, i.e. making use of pressures up to a few bars to fill the mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明公开了一种在3D打印树脂砂芯里装配成型冷铁的铸造方法，旨在提供一种成品率高的在3D打印树脂砂芯里装配成型冷铁的铸造方法。其包括以下步骤：步骤（1）：设计出筒体铸件所需的全部成型冷铁，并机加出来备用；步骤（2）：设计出具有容置成型冷铁型腔的砂芯图，并依据砂芯图用3D打印制作树脂砂芯；待树脂砂芯打印制作好后，把加工好的成型冷铁装配在树脂砂芯的型腔里，接着在树脂砂芯外表面涂刷醇基涂料，之后打磨光滑并烘烤干后，进行差压浇注，冷却后即可获得筒体铸件。本发明适用于各类筒体铸件的快速成型。

Description

一种在3D打印树脂砂芯里装配成型冷铁的铸造方法
技术领域
本发明涉及铝合金压差铸造技术领域，尤其是涉及一种在3D打印树脂砂芯里装配成型冷铁的铸造方法。
背景技术
树脂砂芯是差压铸造铝合金筒体铸件工艺中重要的部件，其作用是形成铝合金筒体铸件内腔，目前的差压铸造制作树脂砂芯的方式是采用传统金属芯盒制芯时，存在如下问题：
首先，手工在上、下止口和内腔各种凸台端面至下而上，边摆放成型冷铁边填砂，成型冷铁摆放位置由人工操作，有时会被砂冲偏，甚至在凸台端面垫砂，影响筒体铸件质量和尺寸。
其次，使用传统的方法制作金属芯盒意味着从绘图到工装模具设计和制造一般至少历时数月，经过多次返工和修改，并不能完全保证筒体铸件内腔尺寸精度，须留加工余量，加工成本非常高、周期长，已经不能适应迅速发展的时代要求。
因此，在客观上需要一种可以直接将设计数据快速转化为三维实体又与传统差压铸造相结合的技术，而3D打印树脂砂技术具有快速性、高度集成化、与工件复杂程度无关、高度柔性、自动化程度高的优点，能够满足这些要求。但3D打印树脂砂技术也存在一个致命缺点，铝合金筒体铸件内腔凸台、上、下止口部位的成型冷铁无法直接打印进去，将导致铝合金筒体铸件内腔凸台、上、下止口部位产生缩松、缩孔等铸造缺陷，生产出的铝合金筒体铸件属于不合格品。为了生产出合格优质的铝合金筒体铸件，需对现有的快速成型技术进行改进。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有技术存在的不足，提供了一种铸造速度快，质量好且合格率高的在3D打印树脂砂芯里装配成型冷铁的铸造方法。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种在3D打印树脂砂芯里装配成型冷铁的铸造方法，其包括以下步骤：
步骤（1）：设计出筒体铸件所需的全部成型冷铁，并机加出来备用；
步骤（2）：设计出具有容置成型冷铁型腔的砂芯图，并依据砂芯图用3D打印制作树脂砂芯；待树脂砂芯打印制作好后，把加工好的成型冷铁装配在树脂砂芯的型腔里，接着在树脂砂芯外表面涂刷醇基涂料，之后打磨光滑并烘烤干后，进行差压浇注，冷却后即可获得筒体铸件。
优选的是，所述成型冷铁的厚度为被激冷部位铸件厚度的0.8～1倍。
优选的是，所述成型冷铁分成小块拼用。
优选的是，所述成型冷铁的边缘倒角。
优选的是，所述筒体铸件某部位双面均使用成型冷铁时，位于筒体铸件两面的成型冷铁应交错排列。
优选的是，所述成型冷铁的材料采用铝合金。
优选的是，所述砂芯图进行3D打印的具体方式为：先把具有成型冷铁型腔的砂芯图转化成STL格式文件，之后将STL格式文件传输给快速成型制造系统进行3D打印。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明运用快速成型技术制作筒状铸件树脂砂芯能够更加精确、快速、直观、完整地传递产品的信息，从而缩短开发周期，并保证设计、制造出内腔高质量无需加工的铝合金筒体。在3D打印树脂砂芯时，预留出成型冷铁的型腔，待树脂砂芯3D打印完成后，把加工好的成型冷铁镶注在树脂砂芯预留出的成型冷铁型腔里，在树脂砂芯外表面涂刷醇基涂料，打磨光滑，烘烤干后，进行差压浇注，这样就能浇注出高质量且内腔无需加工的筒状铸件。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明其中一个铸造实施例中成型冷铁与树脂砂芯装配的示意图。
图2为图1中所用成型冷铁的示意图。
图3为图1中树脂砂芯的示意图。
图中：成型冷铁1，树脂砂芯2。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种在3D打印树脂砂芯里装配成型冷铁的铸造方法，其打印的一个具体筒体铸件如图1-3所示，其包括以下步骤：
步骤（1）：设计出筒体铸件所需的全部成型冷铁，并机加出来备用；
成型冷铁的材料优选采用铝合金，厚度一般为被激冷部位铸件厚度的0.8～1倍，不宜采用块度过大的冷铁，而应分成小块拼用，以防阻碍铸件收缩产生裂纹。冷铁的边缘应尽量倒角。铸件某部位双面均使用外冷铁时，应交错排列，以减少应力集中产生裂纹；
步骤（2）：设计出具有容置成型冷铁型腔的砂芯图，并依据砂芯图用3D打印制作树脂砂芯，打印时先把具有成型冷铁型腔的砂芯图转化成STL格式文件，之后将STL格式文件传输给快速成型制造系统进行3D打印，从砂芯图到完成砂芯制作通常只需几小时到几十小时，可实现砂芯制作；待树脂砂芯打印制作好后，把加工好的成型冷铁装配在树脂砂芯的型腔里，接着在树脂砂芯外表面涂刷醇基涂料，之后打磨光滑并烘烤干后，进行差压浇注，冷却后即可获得高质量且内腔无需加工的筒体铸件。
本发明运用快速成型技术制作筒状铸件树脂砂芯能够更加精确、快速、直观、完整地传递产品的信息，从而缩短开发周期，并保证设计、制造出内腔高质量无需加工的铝合金筒体。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (7)

1.一种在3D打印树脂砂芯里装配成型冷铁的铸造方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤（1）：设计出筒体铸件所需的全部成型冷铁，并机加出来备用；
步骤（2）：设计出具有容置成型冷铁型腔的砂芯图，并依据砂芯图用3D打印制作树脂砂芯；待树脂砂芯打印制作好后，把加工好的成型冷铁装配在树脂砂芯的型腔里，接着在树脂砂芯外表面涂刷醇基涂料，之后打磨光滑并烘烤干后，进行差压浇注，冷却后即可获得筒体铸件。
2.根据权利要求1所述在3D打印树脂砂芯里装配成型冷铁的铸造方法，其特征在于：所述成型冷铁的厚度为被激冷部位铸件厚度的0.8～1倍。
3.根据权利要求1或2所述在3D打印树脂砂芯里装配成型冷铁的铸造方法，其特征在于：所述成型冷铁分成小块拼用。
4.根据权利要求1或2所述在3D打印树脂砂芯里装配成型冷铁的铸造方法，其特征在于：所述成型冷铁的边缘倒角。
5.根据权利要求1或2所述在3D打印树脂砂芯里装配成型冷铁的铸造方法，其特征在于：所述筒体铸件某部位双面均使用成型冷铁时，位于筒体铸件两面的成型冷铁应交错排列。
6.根据权利要求1或2所述在3D打印树脂砂芯里装配成型冷铁的铸造方法，其特征在于：所述成型冷铁的材料采用铝合金。
7.根据权利要求1或2所述在3D打印树脂砂芯里装配成型冷铁的铸造方法，其特征在于：所述砂芯图进行3D打印的具体方式为：先把具有成型冷铁型腔的砂芯图转化成STL格式文件，之后将STL格式文件传输给快速成型制造系统进行3D打印。
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