CN109434029B - 一种3d打印砂型和砂芯烘烤方法 - Google Patents

一种3d打印砂型和砂芯烘烤方法 Download PDF

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Abstract

一种3D打印砂型和砂芯烘烤方法,根据铸件特点,设计浇注系统,完成分型;根据砂型和砂芯特点,在砂芯底部添加支撑件;采用覆膜砂打印砂型和砂芯,对砂型和砂芯残缺部位边撒砂边使用液化气体烘烤硬化后清理;采用液化气体对其表面来回烘烤,保证表面硬化后再次修型清理;将烘烤方箱直接放置在烘箱不锈钢平板上,再将砂型和砂芯放置在相对应的烘烤方箱中心部位,撒上玻璃珠,进行烘烤后将砂型和砂芯完成拼接;浇注砂型,得到铸件;清洗即可。本发明提高了砂型和砂芯的强度和耐冲击性能,让3D打印真正和传统铸造相结合,砂型和砂芯不再出现充型断裂现象,质量处于稳定状态,保证铸件生产成本大幅度降低,同时,尽可能节省试制铸件生产成本。

Description

一种3D打印砂型和砂芯烘烤方法
技术领域
本发明涉及一种3D打印砂型和砂芯烘烤方法,该方法适用于3D打印覆膜砂砂型和砂芯,采用烘箱烘烤砂型和砂芯的成型方法。
背景技术
砂型铸造是一种以砂为主要材料制作铸型,在砂型中浇注成型铸件的铸造方式。一般砂型的制作都需要制作模具,砂型模具制作一般需要4~6个月,铸件的生产一般需要1~2个月,铸件的整个生产周期长,成本高,砂型的尺寸精度低,型腔稍微复杂的铸件造型困难,模具的制作也受限于铸件的复杂程度,不能达到真正零部件的近净成形。特别是随着航空航天领域的快速发展,铸件往复杂薄壁、外观设计各异以及多油路管道集成的方向发展,产品更新研发换代频率明显加快。核心装备的整体化与轻量化依赖于关键零部件的高性能和复杂化,采用传统的砂型铸造生产方式已不能满足现代铸造的发展需要。
近年来发展迅速的3D打印技术在制作复杂铸件方面优势明显,具有无需模具、铸件生产周期短,具有降低铸件生产难度的优势,但是3D打印技术无法形成大尺寸铸件、不适合大批量铸件的生产,并且砂型没有成熟的检测标准等劣势。传统的铸造方式适合大批量生产,受限于复杂铸件的成型,但在大批量铸件的生产以及整体成型复杂结构件等方面具有优势。因此现阶段将3D打印技术与传统铸造生产方式相结合,进行优势互补,开发出了快速铸造方式。现在应用最广泛成熟技术采用3D打印砂型,结合传统铸造方式,快速完成铸件生产。两者的结合可以直接成型砂型和砂芯,减少模具制作环节,具有响应快、生产周期短、砂型和砂芯一体化,可制造出任意复杂形状铸件等特点,而且可以随着零部件结构设计的变化而随时改型,在航空航天领域解决一些关键铸件的生产已经展现出巨大的潜力。
采用传统浇注方式,特别是反重力浇注,充型压力较大,针对砂型和砂芯的强度和耐冲击性能要求也随之提高,现阶段3D打印砂型多采用覆膜砂激光烧结,然后成批烘烤提高砂型强度和耐冲击性。目前针对砂型强度和耐冲击性能没有具体的标准说明,一般只能根据砂型烘烤后表面颜色、砂粒间隙和实际浇注充型后根据铸件情况来评估砂型烘烤情况。国内目前没有针对砂型的烘烤工艺和生产过程控制展开具体研究,砂型和砂芯烘烤成型工艺和试验数据严重缺乏,一旦出现强度和耐冲击性能较差的砂型和砂芯,会直接造成铸件夹杂,特别是具有复杂油路的砂芯,其结构长而细多曲折弯路,强度稍有不足,不仅为砂芯和砂型的拼接造成很大的困难,而且在金属液浇注充型的过程中,导致砂芯断裂,致使油路管堵塞,造成不可挽回的损失。由于以上种种问题的出现,现阶段迫切需要找到一种合理的方法,为铸件3D打印砂型、砂芯烘烤工艺和生产过程控制提供坚实的基础。
发明内容
为克服现有技术中的问题,本发明的目的在于提供一种3D打印砂型和砂芯烘烤方法。
为实现上述目的,本发明采用如下的技术方案:
一种3D打印砂型和砂芯烘烤方法,包括以下步骤:
步骤1:根据铸件特点,设计浇注系统,完成分型;
步骤2:根据步骤1中砂型和砂芯特点,在砂芯底部添加支撑件;
步骤3:采用覆膜砂打印步骤2中砂型和砂芯,对砂型和砂芯残缺部位边撒砂边使用液化气体烘烤硬化,对处理完整的砂型和砂芯进行清理;
步骤4:针对步骤3中清理完成的砂型和砂芯,采用液化气体对其表面来回烘烤,保证表面硬化,对烘烤后起皮部位再次修型清理;
步骤5:根据步骤3中砂型、砂芯特点和玻璃珠填埋厚度,制作若干烘烤方箱,砂型和砂芯放入方箱内时,砂型和砂芯边沿距烘烤方箱内壁30mm;
步骤6:将步骤5中制作的烘烤方箱5直接放置在烘箱不锈钢平板上,再将步骤4中制备的砂型和砂芯放置在相对应的烘烤方箱5中心部位,撒上玻璃珠,玻璃珠距砂型和砂芯最上端高度不超过30mm;
步骤7:进行烘烤;
步骤8:砂型和砂芯烘烤完成后将玻璃珠清理干净;
步骤9:将步骤8中砂型和砂芯完成拼接;
步骤10:浇注步骤9中砂型,得到铸件;
步骤11:清理步骤10铸件表面砂型切除浇冒口,打磨铸件表面毛刺;
步骤12:将步骤11中铸件加热后空冷,将油路管内砂芯震碎,再将油路管内剩余砂芯清理。
本发明进一步的改进在于,支撑件为圆柱体支撑件、长方体支撑件和平板支撑件,方便取型和搬运。
本发明进一步的改进在于,步骤3中,同一位置连续烘烤时间不超过5s。
本发明进一步的改进在于,步骤4中,同一位置同时烘烤时间不超过3s。
本发明进一步的改进在于,步骤5中,若砂型为大平面,则玻璃珠填埋厚度高于砂芯的大平面40~50mm,或者玻璃珠将砂芯最高点埋住。
本发明进一步的改进在于,步骤7中,砂型尺寸>120×60×40mm,烘烤工艺为:240~270℃保温9~13h,随炉冷却2h,开炉空冷;
50×30×20mm≤砂型尺寸≤120×60×40mm,烘烤工艺为:220~240℃保温7~9h,随炉冷却2h,开炉空冷;
砂型尺寸≤50×30×20mm,烘烤工艺为:180~220℃保温3h,随炉冷却4h,开炉空冷;
砂芯的烘烤工艺为:180~220℃保温3h,随炉冷却4h,开炉空冷。
本发明进一步的改进在于,步骤10中,采用反重力低压方式浇注步骤9中砂型。
本发明进一步的改进在于,步骤12中,加热的温度为360℃,时间为2h。
本发明进一步的改进在于,步骤12中,采用振动筛将油路管内砂芯震碎。
本发明进一步的改进在于,步骤12中,采用高压水枪将油路管内剩余砂芯清理。
与现有技术相比,本发明具有的有益效果:本发明从砂型和砂芯具体结构出发,设计支撑砂型和砂芯方案,从生产过程中细节控制出发,设计不锈钢方箱+玻璃珠厚度控制保证砂型和砂芯质量的稳定性。本发明解决了砂型和砂芯烘烤质量不稳定的问题,提高了砂型和砂芯的强度和耐冲击性能,让3D打印真正和传统铸造相结合,砂型和砂芯不再出现充型断裂现象,质量处于稳定状态,保证铸件生产成本大幅度降低。
本发明为了促进3D打印砂型与传统铸造成型方式相结合,缩短我国航空航天军工复杂油路和型腔铸件的生产周期,在提高铸件生产质量要求的同时,尽可能节省试制铸件生产成本,提高和稳定3D打印覆膜砂强度和耐冲击性能。
具体本发明具有以下优点:
1)砂型凸台较大部位和砂芯采用支撑固定,不仅方便3D打印完成后取型,提高砂型的合格率,而且有利于后续转移搬运,在填埋玻璃珠的过程中增加砂型和砂芯强度,避免破损。
2)砂型和砂芯在进烘箱之前,采用液化气体对表面进行均匀烘烤硬化,可以有效增加砂芯表面强度,避免搬运过程中砂芯断裂破损。
3)设计方箱将每一个砂型作为一个独立的个体进行分离,可有效控制玻璃珠填埋厚度,保证烘烤工艺的稳定性,而且方箱简单制作,可重复多次使用。
4)针对不同大小和形状的砂型,制定不同的烘烤工艺,烘烤后的砂型和砂芯表面色泽一致呈军绿色,砂型表面无密集针孔,砂粒之间连接紧密无缝隙,可以有效提高砂型、砂芯强度和耐冲击性能。
5)制定复杂油路管砂芯去除工艺,保证砂芯被清理干净,而且方法简单、有效。
附图说明
图1为在砂芯底部添加圆柱体、长方体和平板支撑件后的示意图。
图2为方箱立体图。
图3为将砂型和砂芯放置在相方箱的中心部位后的示意图。
图中,1为长方体支撑件,2为砂芯件,3为圆柱体支撑件,4为平板支撑件,5为烘烤方箱。
具体实施方式
现结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述:
以某附件机匣盖产品为基础,首先根据铸件和浇注系统结构完成分型;根据砂型和砂芯特点在易断裂部位添加支撑件;设计烘烤隔热方箱以及控制玻璃珠填充高度的一致性;根据砂型、砂芯的大小和结构,制定不同烘烤工艺;采用反重力低压浇注;射线检测铸件油路管是否通畅;划线检测铸件尺寸。具体包括以下步骤:
步骤1:根据铸件特点,设计浇注系统,完成分型;
步骤2:根据步骤1中砂型和砂芯特点,在砂芯底部添加圆柱体、长方体和平板支撑件,方便取型和搬运,避免砂芯破碎,结构如图1所示;
步骤3:采用覆膜砂打印步骤2中砂型和砂芯,对砂型和砂芯残缺部位边撒砂边使用液化气体烘烤硬化,同一位置连续烘烤时间不超过5s,对处理完整的砂型和砂芯进行清理;
步骤4:针对步骤3中清理完成的砂型和砂芯,采用液化气体对其表面来回烘烤,保证表面硬化,同一位置同时烘烤时间不超过3s,对烘烤后起皮部位再次修型清理;
步骤5:根据步骤3中型芯特点和玻璃珠填埋厚度,制作分段烘烤方箱,即多个烘烤方箱,保证砂型和砂芯边沿距烘烤方箱内壁30mm,制作完成的分段烘烤方箱如图2和图3所示;
步骤6:将步骤5中制作的烘烤方箱5直接放置在烘箱不锈钢平板上,再将步骤4中制备的砂型和砂芯放置在相对应的烘烤方箱5中心部位,撒上玻璃珠,玻璃珠距砂型和砂芯最上端高度不超过30mm;
步骤7:砂型尺寸>120×60×40mm,烘烤工艺为:240~270℃保温9~13h,随炉冷却2h,开炉空冷;
50×30×20mm≤砂型尺寸≤120×60×40mm,烘烤工艺为:220~240℃保温7~9h,随炉冷却2h,开炉空冷;
砂型尺寸≤50×30×20mm,烘烤工艺为:180~220℃保温3h,随炉冷却4h,开炉空冷;
步骤8:砂型和砂芯烘烤完成后将玻璃珠清理干净,修型,刷涂料,烘干;
步骤9:将步骤8中砂型和砂芯完成拼接;
步骤10:采用反重力低压方式浇注步骤9中砂型;
步骤11:清理步骤10铸件表面砂型切除浇冒口,打磨铸件表面毛刺等;
步骤12:将步骤11中铸件在电阻炉中加热到360~390℃保温2~3h后空冷,先采用振动筛将油路管内砂芯震碎,最后采用高压水枪将油路管内剩余砂芯清理干净。
步骤13:对步骤12中铸件进行X射线检测,采用划线方式进行尺寸检测。
下面为具体实施例。
实施例1
以某航空用长管路机匣体为例,铸件尺寸550×245×250mm,材质为ZL114A,共有16个油路管,砂芯直径在6~12mm之间,长度均超过15mm,最长砂芯达到27mm,每根砂芯曲折不规则,铸件本身凸台较多,形状各异。其实施的具体步骤如下:
步骤1:根据铸件特点,设计浇注系统,完成分型。
步骤2:根据步骤1中砂型和砂芯特点,在砂芯底部添加圆柱体支撑件3、长方体支撑件1和平板支撑件4,方便取型和搬运。
步骤3:采用覆膜砂打印步骤2中砂型和砂芯,对砂型和砂芯残缺部位边撒砂边使用液化气体烘烤硬化,同一位置连续烘烤时间不超过5s,对处理完整的砂型和砂芯进行清理。
步骤4:针对步骤3中清理完成的砂型和砂芯,采用液化气体对其表面来回烘烤,保证表面硬化,同一位置同时烘烤时间不超过3s,对烘烤后起皮部位再次修型清理。
步骤5:根据步骤3中型芯特点和玻璃珠填埋厚度,制作分段烘烤方箱,保证砂型和砂芯边沿距方箱壁30mm。
步骤6:将步骤5中制作的方箱直接放置在烘箱不锈钢平板上,再将步骤4中制备的砂型和砂芯放置在相对应的方箱中心部位,撒上玻璃珠,玻璃珠距砂型和砂芯最上端高度不超过30mm。
步骤7:砂型(砂型尺寸较多,会采取多种烘烤工艺)尺寸>120×60×40mm,烘烤工艺为:240~270℃保温9~13h,随炉冷却2h,开炉空冷;50×30×20mm≤砂型尺寸≤120×60×40mm,烘烤工艺为:220~240℃保温7~9h,随炉冷却2h,开炉空冷;砂型尺寸≤50×30×20mm和砂芯,烘烤工艺为:180~220℃保温3h,随炉冷却4h,开炉空冷。
砂芯的烘烤工艺为:180~220℃保温3h,随炉冷却4h,开炉空冷。
步骤8:砂型和砂芯烘烤完成后将玻璃珠清理干净,修型,刷涂料,烘干。
步骤9:将步骤8中砂型和砂芯完成拼接。
步骤10:采用反重力低压方式浇注步骤9中砂型。
步骤11:清理步骤10铸件表面砂型切除浇冒口,打磨铸件表面毛刺等。
步骤12:将步骤11中铸件在电阻炉中加热到360℃保温2h空冷,先采用振动筛将油路管内砂芯震碎,最后采用高压水枪将油路管内剩余砂芯清理干净。
步骤13:对步骤12中铸件进行X射线检测,采用划线方式进行尺寸检测。
按照此方法烘烤的砂型合格率达到95%,大砂型块平面无塌陷,表面平整,色泽一致,无密集针眼,砂粒之间连接紧密无间隙。砂型经反重力低压浇注,X射线检测发现油路管通畅,铸件无夹渣缺陷。经尺寸检验,铸件尺寸精度可以达到HB6103CT6要求,壁厚均匀,即砂芯和砂型在金属液充型过程中没有破裂断裂,砂型和砂芯强度完全可以承受反重力低压40KPa压差的冲击。
实施例2
以尺寸
Figure BDA0001912442470000081
整体壁厚10mm铸件为例,材质为ZL105,铸件呈盆状,弧度较大,内腔空心。采取上中下分型方式,最终所分上端部砂型厚度达到600mm。其实施的具体步骤如下:
步骤1:根据铸件特点,设计浇注系统,完成分型。
步骤2:根据步骤1中砂型特点,在砂型多凸台底部添加圆柱体、长方体和平板支撑件,方便取型和搬运。
步骤3:采用覆膜砂打印步骤2中砂型,对砂型残缺部位边撒砂边使用液化气体烘烤硬化,同一位置连续烘烤时间不超过5s,对处理完整的砂型进行清理。
步骤4:针对步骤3中清理完成的砂型,采用液化气体对其表面来回烘烤,保证表面硬化,同一位置同时烘烤时间不超过3s,对烘烤后起皮部位再次修型清理。
步骤5:根据步骤3中砂型特点和玻璃珠填埋厚度,制作分段烘烤方箱,保证砂型边沿距方箱壁30mm。
步骤6:将步骤5中制作的方箱直接放置在烘箱不锈钢平板上,再将步骤4中制备的砂型放置在相对应的方箱中心部位,撒上玻璃珠,玻璃珠距砂型最上端高度不超过30mm。
步骤7:砂型尺寸>120×60×40mm,烘烤工艺为:240~270℃保温9~13h,随炉冷却2h,开炉空冷;50×30×20mm≤砂型尺寸≤120×60×40mm,烘烤工艺为:220~240℃保温7~9h,随炉冷却2h,开炉空冷。
砂芯的烘烤工艺为:180~220℃保温3h,随炉冷却4h,开炉空冷。
步骤8:砂型烘烤完成后将玻璃珠清理干净,修型,刷涂料,烘干。
步骤9:将步骤8中砂型完成拼接。
步骤10:采用反重力低压方式浇注步骤9中砂型。
步骤11:清理步骤10铸件表面砂型切除浇冒口,打磨铸件表面毛刺等。
步骤12:对步骤12中铸件进行X射线检测,采用划线方式进行尺寸检测。
按照此方法烘烤的砂型合格率达到99%,大砂型块平面无塌陷,表面平整,色泽一致,无密集针眼,砂粒之间连接紧密无间隙。砂型经反重力低压浇注,X射线检测铸件无夹渣缺陷。经尺寸检验,铸件尺寸精度可以达到HB6103CT6要求,壁厚均匀,即砂型在金属液充型过程中没有破裂断裂,砂型强度完全可以承受反重力低压40KPa压差的冲击。
实施例3
以尺寸
Figure BDA0001912442470000091
铸件为例,材质为ZL205A,铸件呈倒“V”字状,铸件90%壁厚为15mm,中间空心,其实施的具体步骤如下:
步骤1:根据铸件特点,设计浇注系统,完成分型。
步骤2:根据步骤1中砂型特点,在砂型多凸台底部添加圆柱体、长方体和平板支撑件,方便取型和搬运。
步骤3:采用覆膜砂打印步骤2中砂型,对砂型残缺部位边撒砂边使用液化气体烘烤硬化,同一位置连续烘烤时间不超过5s,对处理完整的砂型进行清理。
步骤4:针对步骤3中清理完成的砂型,采用液化气体对其表面来回烘烤,保证表面硬化,同一位置同时烘烤时间不超过3s,对烘烤后起皮部位再次修型清理。
步骤5:根据步骤3中砂型特点和玻璃珠填埋厚度,制作分段烘烤方箱,保证砂型边沿距方箱壁30mm。
步骤6:将步骤5中制作的方箱直接放置在烘箱不锈钢平板上,再将步骤4中制备的砂型放置在相对应的方箱中心部位,撒上玻璃珠,玻璃珠距砂型最上端高度不超过30mm。
步骤7:砂型尺寸>120×60×40mm,烘烤工艺为:240~270℃保温9~13h,随炉冷却2h,开炉空冷;50×30×20mm≤砂型尺寸≤120×60×40mm,烘烤工艺为:220~240℃保温7~9h,随炉冷却2h,开炉空冷。
砂芯的烘烤工艺为:180~220℃保温3h,随炉冷却4h,开炉空冷。
步骤8:砂型烘烤完成后将玻璃珠清理干净,修型,刷涂料,烘干。
步骤9:将步骤8中砂型完成拼接。
步骤10:采用反重力低压方式浇注步骤9中砂型。
步骤11:清理步骤10铸件表面砂型切除浇冒口,打磨铸件表面毛刺等。
步骤12:对步骤12中铸件进行X射线检测,采用划线方式进行尺寸检测。
按照此方法烘烤的砂型合格率达到99%,大砂型块平面无塌陷,表面平整,色泽一致,无密集针眼,砂粒之间连接紧密无间隙。砂型经反重力低压浇注,X射线检测铸件无夹渣缺陷。经尺寸检验,铸件尺寸精度可以达到HB6103CT6要求,壁厚均匀,即砂型在金属液充型过程中没有破裂断裂,砂型强度完全可以承受反重力低压45KPa压差和150mm/s充型速度的冲击。
实施例4
以某航空用中介机匣为例,上端尺寸为
Figure BDA0001912442470000101
下端为
Figure BDA0001912442470000102
高120mm,具有
Figure BDA0001912442470000103
油路管3根,油路管壁厚2mm。其具体实施方案如下:
步骤1:根据铸件特点,设计浇注系统,完成分型。
步骤2:根据步骤1中砂型和砂芯特点,在砂芯底部添加圆柱体、长方体和平板支撑件,方便取型和搬运。
步骤3:采用覆膜砂打印步骤2中砂型和砂芯,对砂型和砂芯残缺部位边撒砂边使用液化气体烘烤硬化,同一位置连续烘烤时间不超过5s,对处理完整的砂型和砂芯进行清理。
步骤4:针对步骤3中清理完成的砂型和砂芯,采用液化气体对其表面来回烘烤,保证表面硬化,同一位置同时烘烤时间不超过3s,对烘烤后起皮部位再次修型清理。
步骤5:根据步骤3中型芯特点和玻璃珠填埋厚度,制作分段烘烤方箱,保证砂型和砂芯边沿距方箱壁30mm。
步骤6:将步骤5中制作的方箱直接放置在烘箱不锈钢平板上,再将步骤4中制备的砂型和砂芯放置在相对应的方箱中心部位,撒上玻璃珠,玻璃珠距砂型和砂芯最上端高度不超过30mm。
步骤7:针对砂型尺寸>120×60×40mm,烘烤工艺为:240~270℃保温9~13h,随炉冷却2h,开炉空冷;50×30×20mm≤砂型尺寸≤120×60×40mm,烘烤工艺为:220~240℃保温7~9h,随炉冷却2h,开炉空冷;砂型尺寸≤50×30×20mm和砂芯,烘烤工艺为:180~220℃保温3h,随炉冷却4h,开炉空冷。
砂芯的烘烤工艺为:180~220℃保温3h,随炉冷却4h,开炉空冷。
步骤8:砂型和砂芯烘烤完成后将玻璃珠清理干净,修型,刷涂料,烘干。
步骤9:将步骤8中砂型和砂芯完成拼接。
步骤10:采用反重力低压方式浇注步骤9中砂型。
步骤11:清理步骤10铸件表面砂型切除浇冒口,打磨铸件表面毛刺等。
步骤12:将步骤11中铸件在电阻炉中360℃保温2h空冷,先采用振动筛将油路管内砂芯震碎,最后采用高压水枪将油路管内剩余砂芯清理干净。
步骤13:对步骤12中铸件进行X射线检测,采用划线方式进行尺寸检测。
按照此方法烘烤的砂型合格率达到95%,大砂型块平面无塌陷,表面平整,色泽一致,无密集针眼,砂粒之间连接紧密无间隙。砂型经反重力低压浇注,X射线检测发现油路管通畅,铸件无夹渣缺陷。经尺寸检验,铸件尺寸精度可以达到HB6103CT6要求,特别是2mm壁厚的铝合金油路管壁厚均匀,即砂芯和砂型在金属液充型过程中没有破裂断裂,砂芯在烘烤的过程中几乎无变形。
本发明具有如下优点:
1)砂型凸台较大部位和砂芯采用支撑件固定,不仅方便3D打印完成后取型,提高砂型的合格率,而且有利于后续转移搬运,在填埋玻璃珠的过程中增加砂型和砂芯强度,避免破损。
2)砂型和砂芯在进烘箱之前,采用液化气体对表面进行均匀烘烤硬化,可以有效增加砂芯表面强度,避免搬运过程中砂芯断裂破损。
3)设计方箱将每一个砂型作为一个独立的个体进行分离,可有效控制玻璃珠填埋厚度,保证烘烤工艺的稳定性,而且方箱简单制作,可重复多次使用。
4)针对不同大小和形状的砂型,制定不同的烘烤工艺,烘烤后的砂型和砂芯表面色泽一致呈军绿色,砂型表面无密集针孔,砂粒之间连接紧密无缝隙,可以有效提高砂型、砂芯强度和耐冲击性能。
5)制定复杂油路管砂芯去除工艺,保证砂芯被清理干净,而且方法简单、有效。

Claims (3)

1.一种3D打印砂型和砂芯烘烤方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:根据铸件特点,设计浇注系统,完成分型;
步骤2:根据步骤1中分型特点,在砂芯底部添加支撑件;
步骤3:采用覆膜砂打印砂型和砂芯,对砂型和砂芯残缺部位边撒砂边使用液化气体烘烤硬化,对处理完整的砂型和砂芯进行清理;
步骤4:针对步骤3中清理完成的砂型和砂芯,采用液化气体对其表面来回烘烤,保证表面硬化,对烘烤后起皮部位再次修型清理;其中,同一位置烘烤时间不超过3s;
步骤5:根据步骤3中砂型和砂芯特点,制作若干烘烤方箱;
步骤6:将步骤5中制作的烘烤方箱直接放置在烘箱不锈钢平板上,再将步骤4中制备的砂型和砂芯放置在相对应的烘烤方箱中心部位,撒上玻璃珠,玻璃珠填埋厚度高于砂芯的大平面40~50mm,或者玻璃珠将砂芯最高点埋住;
步骤7:进行烘烤;其中,砂型尺寸>120×60×40mm,烘烤工艺为:240~270℃保温9~13h,随炉冷却2h,开炉空冷;
50×30×20mm≤砂型尺寸≤120×60×40mm,烘烤工艺为:220~240℃保温7~9h,随炉冷却2h,开炉空冷;
砂型尺寸<50×30×20mm,烘烤工艺为:180~220℃保温3h,随炉冷却4h,开炉空冷;
砂芯的烘烤工艺为:180~220℃保温3h,随炉冷却4h,开炉空冷;
步骤8:砂型和砂芯烘烤完成后将玻璃珠清理干净;
步骤9:将步骤8中砂型和砂芯完成拼接;
步骤10:采用反重力低压方式浇注步骤9中砂型,得到铸件;
步骤11:清理步骤10铸件表面砂型切除浇冒口,打磨铸件表面毛刺;
步骤12:将步骤11中铸件在360℃下加热2h后空冷,采用振动筛将油路管内砂芯震碎,再将油路管内剩余砂芯清理。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印砂型和砂芯烘烤方法,其特征在于,支撑件为圆柱体支撑件、长方体支撑件或平板支撑件。
3.根据权利要求1所述的一种3D打印砂型和砂芯烘烤方法,其特征在于,步骤12中,采用高压水枪将油路管内剩余砂芯清理。
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