CN110918885A - 一种加强3d打印机砂型的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种加强3D打印机砂型的制造方法，包括：在三维软件中建模待打印砂型的三维模型；对待打印砂型进行分型设计，其中在分型设计时包括对砂型和/或砂芯的脆弱部位预留放置骨架的空位；将分型设计后的砂型的三维砂型数据导入3D打印机打印；对打印后的砂型进行清砂，清理出分模后的砂型和砂芯；在预留的空位中放置加强骨架，组合砂型和砂芯成完整的砂模。本发明在对打印的砂型进行分型设计时，在传统的分型设计的基础上，进一步在砂型或砂芯中易折断的脆弱部位预留有防止加强骨架的空位；当砂型打印完毕后进行合模时，在预留的空位中设置加强骨架对砂型或砂芯进行加固，提高合模后砂型的强度。
Description
技术领域
本发明涉及砂型制造工艺技术领域，特别是一种加强3D打印机砂型的制造方法。
背景技术
目前，现有的砂型三维打印机打印出的砂型由于成型材料和成型方式的等问题，打印出的砂型强度不足，容易折断。导致砂型无法使用，影响了生产效率。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种加强3D打印机砂型的制造方法。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
一种加强3D打印机砂型的制造方法，包括：
在三维软件中建模待打印砂型的三维模型；
对待打印砂型进行分型设计，其中在分型设计时包括对砂型和/或砂芯的脆弱部位预留放置骨架的空位；
将分型设计后的砂型的三维砂型数据导入3D打印机打印；
对打印后的砂型进行清砂，清理出分模后的砂型和砂芯；
在预留的空位中放置加强骨架，组合砂型和砂芯成完整的砂模。
在一种实施方式中，该方法还包括：
根据待浇铸铸件的三维数据进行模型分析，在三维软件中建模待打印砂型的三维模型。
在一种实施方式中，砂型或砂芯的脆弱部位包括：相对强度不足的砂芯、相对强度不足的砂型、砂型与砂芯的结合连接位置。
在一种实施方式中，脆弱部位包括砂型中的杆状部位或扁长型部位，在分型设计时在杆状部位或扁长型部位中或预留有沿轴线设置的通孔，通孔够放置杆状的加强骨架；
在砂型组合时，在砂型的杆状部位的通孔中设置加强杆，对该砂型的杆桩部位进行加强。
在一种实施方式中，脆弱部位包括砂型中杆状结构和杆状砂芯的连接处；在分型设计时在砂型的杆状部位中预留有沿轴线设置的通孔，在杆状砂芯中预留沿轴线设置的通孔；
在砂型组合时，在砂型的杆状部位的通孔中设置第一加强杆，在砂芯的杆状部位的通孔中设置第二加强杆，在连接砂型中杆状结构和杆状砂芯时，将第一加强杆和第二加强杆通过柳接的方式连接，以加强砂型中杆状结构和杆状砂芯的连接处。
在一种实施方式中，第一加强杆的直径比第二加强杆的直径大，第一加强杆上预留有可穿过第二加强杆或与第二加强杆柳接所需的通孔。
本发明的有益效果为：在对打印的砂型进行分型设计时，在传统的分型设计的基础上，进一步在砂型或砂芯中易折断的脆弱部位预留有防止加强骨架的空位；当砂型打印完毕后进行合模时，在预留的空位中设置加强骨架对砂型或砂芯进行加固，提高合模后砂型的强度。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明一种实施方式中的加强骨架示意图。
具体实施方式
结合以下应用场景对本发明作进一步描述。
一种加强3D打印机砂型的制造方法，包括：
根据待浇铸铸件的三维数据进行模型分析，在三维软件中建模待打印砂型的三维模型；
对待打印砂型进行分型设计，其中在分型设计时包括对砂型和/或砂芯的脆弱部位预留放置骨架的空位；
将分型设计后的砂型的三维砂型数据导入3D打印机打印；
对打印后的砂型进行清砂，清理出分模后的砂型和砂芯；
在砂型和/或砂芯中预留的空位放置加强骨架，并组合砂型和砂芯成完整的砂模。
本发明上述实施方式，在对打印的砂型进行分型设计时，在传统的分型设计的基础上，进一步在砂型或砂芯中易折断的脆弱部位预留有防止加强骨架的空位；当砂型打印完毕后进行合模时，在预留的空位中设置加强骨架对砂型或砂芯进行加固，提高合模后砂型的强度。
在通过设置加强骨架、组合砂型和砂芯完成完整的砂模后，将铝水倒入该砂模里浇铸出成品铸件。
其中，砂型或砂芯的脆弱部位包括：相对强度不足的砂芯、相对强度不足的砂型、砂型与砂芯的结合连接位置。
一般情况下，砂型和砂芯中相对强度不足的位置包括：杆状部位，扁长状的部位或者长宽比过大的部位，例如，针对杆状部位，其杆状部位的直径小于或等于20mm则可以认为该部位相对强度不足，容易折断；针对扁长状部位，如果其横截面积小于500mm2，则可以认为该部位相对强度不足，容易折断；同时若砂型或砂芯中出现有的部位虽然横截面积或者直径较大，但如果该部位的长度与截面直径比大于50：1，则也可以认为该部位相对强度不足，容易折断。
在一种场景中，上述脆弱的部位也可以在进行分型设计时，根据待打印砂型的三维模型数据自动检测获得，根据不同对脆弱部位的判断标准，自动检测出待打印砂型中存在的脆弱部位。
同时，在砂型之间，或者砂型与砂芯的结合连接处，传统的结合方式是分别在砂型和砂芯设置相互配合的连接头，然后通过砂型和砂芯的连接头来将砂芯固定在指定位置，但是该连接头的通常存在连接部结实的问题，导致砂芯容易掉落，因此认为其也是砂型中的脆弱部位。
在一种实施方式中，脆弱部位包括砂型中的杆状部位或扁长型部位，在分型设计时在杆状部位或扁长型部位中或预留有沿轴线设置的通孔，通孔够放置杆状的加强骨架；
在砂型组合时，在砂型的杆状部位的通孔中设置加强杆，对该砂型的杆桩部位进行加强。
参见图1，其实出一种加强骨架示意图，其采用爆炸图的形式展示了砂型1中的杆状部位在设计时预留有空位，杆桩部位被设计成中空的管状结构，砂型打印完毕后，将加强杆2安装至杆桩部位中的空位中，完成该部分砂型的加强设置。
针对砂型或砂芯中杆状部位或扁长型部位的加强设置，以杆状部位为例，在分型设计时，首先在杆状部位中沿轴线预留有合适大小的通孔，例如以直径为20mm的杆状部位为例，可以在分型设计时在该杆桩部位中预留有直径为6.2mm的通孔，即将该杆桩部位设计为预留有直径为6.2mm通孔的管状结构；在砂型组合时，在该杆状部位中设置直径为6mm的加强杆作为加强骨架，以对该砂型或砂芯中的杆状部位进行加强。
在一种场景中，该加强骨架为金属骨架，例如该加强杆为钢杆、铁杆、铜杆、铝杆等。
由于在砂型设计时预留有防止加强骨架的孔位，因此砂型中也会有相应的开口，在设计时，该放入加强骨架的开口应尽量设置在合模后砂型的外表面，如果不能避免的需要设置在砂型的模腔中，则需要在放入加强骨架后，对该开口进行密封，以保证在浇铸使不会带来负面影响。
在一种实施方式中，脆弱部位包括砂型中杆状结构和杆状砂芯的连接处；在分型设计时在砂型的杆状部位中预留有沿轴线设置的通孔，在杆状砂芯中预留沿轴线设置的通孔；
在砂型组合时，在砂型的杆状部位的通孔中设置第一加强杆，在砂芯的杆状部位的通孔中设置第二加强杆，在连接砂型中杆状结构和杆状砂芯时，将第一加强杆和第二加强杆通过柳接的方式连接，以加强砂型中杆状结构和杆状砂芯的连接处。
在一种实施方式中，第一加强杆的直径比第二加强杆的直径大，第一加强杆上预留有可穿过第二加强杆或与第二加强杆柳接所需的通孔。
针对在砂型浇铸使，嵌入在砂型内部的砂芯受到铝水的冲撞，导致砂芯在砂型内部发生位移，从而影响了铸造产品的尺寸公差，加大产品的不良率。上述提出的砂型和砂芯连接部位的加强设置，以砂型中的杆状部位与杆状砂芯的连接处为例，参考上述杆状部位的加固方法，分别在待连接的两个部位中预留放置加强杆的空位，同时该加强杆中进一步进行连接设置，例如将待连接的两个部位的加强杆设置成直径大小不相同，其中在直径较大的加强杆上设置有可穿过直径较小的另一加强杆的通孔，在结合时，将直径较小的加强杆穿入到直径较大的加强杆的通孔中，以使得连接后的砂型和砂芯的结合更加牢固，不易折断和产生相对位移。
同时，不仅是砂型与砂芯的连接部位，在不同砂型之间的连接部位处，也可以参考上述砂型和砂芯连接部位的加强方法对其进行加强设置。同时由于砂型间可采用上述方式进行加强设置，在砂型的分型设计时可更加灵活。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当分析，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (6)
1.一种加强3D打印机砂型的制造方法，其特征在于，包括：
在三维软件中建模待打印砂型的三维模型；
对待打印砂型进行分型设计，其中在分型设计时包括对砂型和/或砂芯的脆弱部位预留放置骨架的空位；
将分型设计后的砂型的三维砂型数据导入3D打印机打印；
对打印后的砂型进行清砂，清理出分模后的砂型和砂芯；
在所述预留的空位中放置加强骨架，组合砂型和砂芯成完整的砂模。
2.根据权利要求1所述的一种加强3D打印机砂型的制造方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据待浇铸铸件的三维数据进行模型分析，在三维软件中建模待打印砂型的三维模型。
3.根据权利要求1所述的一种加强3D打印机砂型的制造方法，其特征在于，所述砂型或砂芯的脆弱部位包括：相对强度不足的砂芯、相对强度不足的砂型、砂型与砂芯的结合连接位置。
4.根据权利要求3所述的一种加强3D打印机砂型的制造方法，其特征在于，所述脆弱部位包括砂型中的杆状部位或扁长型部位，在分型设计时在所述杆状部位或扁长型部位中或预留有沿轴线设置的通孔，所述通孔够放置杆状的加强骨架；
在砂型组合时，在所述砂型的杆状部位的通孔中设置加强杆，对该砂型的杆桩部位进行加强。
5.根据权利要求3所述的一种加强3D打印机砂型的制造方法，其特征在于，所述脆弱部位包括砂型中杆状结构和杆状砂芯的连接处；在分型设计时在所述砂型的杆状部位中预留有沿轴线设置的通孔，在所述杆状砂芯中预留沿轴线设置的通孔；
在砂型组合时，在所述砂型的杆状部位的通孔中设置第一加强杆，在砂芯的杆状部位的通孔中设置第二加强杆，在连接所述砂型中杆状结构和杆状砂芯时，将第一加强杆和第二加强杆通过柳接的方式连接，以加强所述砂型中杆状结构和杆状砂芯的连接处。
6.根据权利要求5所述的一种加强3D打印机砂型的制造方法，其特征在于，所述第一加强杆的直径比第二加强杆的直径大，所述第一加强杆上预留有可穿过第二加强杆或与第二加强杆柳接所需的通孔。
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