CN112589072B - 一种3d打印砂型排气结构及排气方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种3D打印砂型排气结构及排气方法,所述排气结构包括至少一组排气通道树,每组排气通道树包括一条导气主路(1)和若干导气支路(2),所述导气支路(2)设置在砂型分型面(3)上,一端与该组排气通道树中的导气主路(1)相连通,另一端与成型腔(4)相连通,所述导气主路(1)贯穿砂型,一端或两端与外界贯通,不与成型腔(4)相连通。本发明通过在砂型分型面上制备与成型腔连通的小孔径的导气支路,并设计大孔径的不与成型腔连通的导气主路将气体汇聚并排出砂型,在保证砂型不发生跑火的前提下,可有效解决砂型发气量大、透气性差的问题,且排气结构结构设计简单,便于推广应用。
Description
技术领域
本发明属于3D打印技术领域,特别涉及一种3D打印砂型排气结构及排气方法。
背景技术
近年来,砂型3D打印技术已经快速应用于铸造加工领域,成为铸造缩短研制周期、降低研制成本的重要技术。与传统砂型制备过程相比,砂型3D打印最主要的特点是一种数字化的无模铸造技术。与普通树脂砂型相比,由于采取的制备工艺不同,3D打印砂型的发气量偏大,而透气性又较差,加上其型芯配合精度更好,做好型芯排气成了控制铸件质量的重点。
发明内容
为了克服现有技术中的不足,本发明人进行了锐意研究,提供了一种简单有效的3D打印砂型排气结构及排气方法,在保证砂型不发生跑火的前提下,解决3D打印型芯发气量大,透气性差的问题。
本发明提供的技术方案如下:
第一方面,一种3D打印砂型排气结构,包括至少一组排气通道树,每组排气通道树包括一条导气主路和若干导气支路,所述导气支路设置在砂型分型面上,一端与该组排气通道树中的导气主路相连通,另一端与成型腔相连通,所述导气主路贯穿砂型,一端或两端与外界贯通,不与成型腔相连通。
第二方面,一种3D打印砂型排气方法,通过在砂型上制造排气结构实现,所述排气结构包括至少一组排气通道树,每组排气通道树包括一条导气主路和若干导气支路,所述导气支路设置在砂型分型面上,一端与该组排气通道树中的导气主路相连通,另一端与成型腔相连通,所述导气主路贯穿砂型,一端或两端与外界贯通,不与成型腔相连通。
根据本发明提供的一种3D打印砂型排气结构及排气方法,具有以下有益效果:
本发明通过在砂型分型面上制备与成型腔连通的小孔径的导气支路,并设计大孔径的不与成型腔连通的导气主路将气体汇聚并排出砂型,在保证砂型不发生跑火的前提下,可有效解决砂型发气量大、透气性差的问题,且排气结构结构设计简单,便于推广应用。
附图说明
图1示出本发明一种优选实施方式中排气通道树的结构示意图;
图2示出本发明一种优选实施方式中排气通道树在砂型上的位置关系图。
附图标号说明
1-导气主路;2-导气支路;3-砂型分型面;4-成型腔。
具体实施方式
下面通过对本发明进行详细说明,本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
根据本发明的第一方面,提供了一种3D打印砂型排气结构,如图1和图2所示,包括至少一组排气通道树,每组排气通道树包括一条导气主路1和若干导气支路2,所述导气支路2设置在砂型分型面3上,一端与该组排气通道树中的导气主路1相连通,另一端与成型腔4相连通,所述导气主路1贯穿砂型,一端或两端与外界贯通,不与成型腔4相连通。
本发明人考虑到目前存在的排气孔堵塞或者开孔跑火的问题,研发出排气通道树结构,采用3D打印方法直接制备出树形排气通路,采用小直径且与型腔连通的导气支路承担一线导气任务,采用大直径但不与型腔连通的导气主路将气体输出砂型,结合导气支路的位置,既便于通路的清理疏通,又能规避铸型在浇注过程中发生跑火,较好地解决了3D打印砂型发气量大、排气困难的问题。
在本发明中,所述排气通道树可根据砂型尺寸大小设计多组,导气主路1的吃砂量为80mm~150mm,相邻导气主路1的间距为200mm~400mm。
所述导气主路1为圆柱形,直径为8mm~12mm,便于清理通路和排气。该直径尺寸既可降低对铸型强度的影响,又能很便捷地将导气主路内的干砂清出。
在本发明中,所述导气支路2的截面呈倒三角形、长方形或者半圆形,优选通过在一个砂型分型面上开设槽体,与另一个砂型分型面配合形成导气支路。
所述导气支路2的边长或半径为3mm~5mm,同一铸型分型面上的相邻导气支路在成型腔4上的引出端间隔40mm~60mm。导气支路设计为小尺寸,且其长度大于导气主路吃砂量,可利用铝液流动与充型特点,避免铸型发生跑火。相邻引出端间隔依据铸造经验设定,便于铸型均匀排气。
在本发明中,对于排气要求高的产品,除了在砂型分型面上设置导气支路2,也可以在铸型各部位设置导气支路。
在本发明中,所述排气通道树在3D打印砂型设计时,直接绘制在三维模型上,进而通过3D打印随砂型一同成型。3D打印完成后,将排气通道树内的干砂清理干净。若需在3D打印砂型外部填砂,则可使用细管或者细圆棒插在导气主路上,然后再进行填砂,避免管道堵塞。填砂后,可将细管或者细棒拔出。
根据本发明的第二方面,提供了一种3D打印砂型排气方法,通过在砂型上制造排气结构实现,所述排气结构包括至少一组排气通道树,每组排气通道树包括一条导气主路1和若干导气支路2,所述导气支路2设置在砂型分型面3上,一端与该组排气通道树中的导气主路1相连通,另一端与成型腔4相连通,所述导气主路1贯穿砂型,一断或两端与外界贯通,不与成型腔4相连通。
本发明第二方面中导气主路1和导气支路2的结构设计与第一方面一致,在此不再赘述。
实施例
如图2所示,采用本发明排气结构及方法用于方形筒体铸件的低压铸造,采用4根缝隙浇道充型。所设计的导气主路为8条圆柱形,导气主路的吃砂量为100mm~130mm,相邻导气主路的间距为280mm~360mm。每条导气主路引出4条导气支路(图2中仅仅示意出其中1组排气通道树,其余对称类推即可),其中3条与铸件型腔连通,1条与缝隙浇道连通。导气支路的截面呈倒三角形,通过在一个砂型分型面上开设倒三角形槽体,与另一个砂型分型面配合形成导气支路。导气支路的边长为4mm,同一铸型分型面上的相邻导气支路在成型腔上的引出端间隔50mm。排气通道树在3D打印砂型设计时,直接绘制在三维模型上,通过3D打印随砂型一同成型。
铸型打印完成后,清理导气通道树内的干砂,保证导气通道树畅通。铸型浇注时,产生的气孔从各个导气支路末端汇聚到导气主路上,最终通过导气主路排出铸型,可起到良好的排气效果。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明,不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解,在不偏离本发明精神和范围的情况下,可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进,这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
Claims (7)
1.一种3D打印砂型排气结构,其特征在于,包括至少一组排气通道树,每组排气通道树包括一条导气主路(1)和若干导气支路(2),所述导气支路(2)设置在砂型分型面(3)上,一端与该组排气通道树中的导气主路(1)相连通,另一端与成型腔(4)相连通,所述导气主路(1)贯穿砂型,一端或两端与外界贯通,不与成型腔(4)相连通;
所述导气主路(1)的吃砂量为80mm~150mm,相邻导气主路(1)的间距为200mm~400mm;
所述导气主路(1)为圆柱形,直径为8mm~12mm;
所述导气支路(2)的边长或半径为3mm~5mm,同一铸型分型面上的相邻导气支路在成型腔(4)上的引出端间隔40mm~60mm。
2.根据权利要求1所述的排气结构,其特征在于,所述排气通道树根据砂型尺寸大小设计多组。
3.根据权利要求1所述的排气结构,其特征在于,所述导气支路(2)的截面呈倒三角形、长方形或者半圆形。
4.根据权利要求1所述的排气结构,其特征在于,所述导气支路(2)通过在一个砂型分型面上开设槽体,与另一个砂型分型面配合形成导气支路。
5.根据权利要求1所述的排气结构,其特征在于,所述排气通道树在3D打印砂型设计时,直接绘制在三维模型上,通过3D打印随砂型一同成型。
6.一种3D打印砂型排气方法,其特征在于,通过在砂型上制造权利要求1至5之一所述的排气结构实现,所述排气结构包括至少一组排气通道树,每组排气通道树包括一条导气主路(1)和若干导气支路(2),所述导气支路(2)设置在砂型分型面(3)上,一端与该组排气通道树中的导气主路(1)相连通,另一端与成型腔(4)相连通,所述导气主路(1)贯穿砂型,一端或两端与外界贯通,不与成型腔(4)相连通。
7.根据权利要求6所述的排气方法,其特征在于,3D打印砂型外部需要填砂时,使用细管或者细圆棒插在导气主路上,然后再进行填砂,填砂后,将细管或者细棒拔出。
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