CN113523196A - 一种3d打印的砂芯结构 - Google Patents
一种3d打印的砂芯结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113523196A CN113523196A CN202110627861.2A CN202110627861A CN113523196A CN 113523196 A CN113523196 A CN 113523196A CN 202110627861 A CN202110627861 A CN 202110627861A CN 113523196 A CN113523196 A CN 113523196A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- core
- water jacket
- sand
- exhaust passage
- combined
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 title claims abstract description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 81
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 14
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 238000012356 Product development Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005457 optimization Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 18
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 210000000476 body water Anatomy 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000005058 metal casting Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/10—Cores; Manufacture or installation of cores
- B22C9/103—Multipart cores
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
本发明公开了一种3D打印的砂芯结构，适用于缸盖双层水套；包括3D打印水套和排气道的组合芯；组合芯中的水套芯内部设有排气通道；组合芯中的水套芯为两层或两层以上水套砂芯；组合芯中的排气道芯在砂芯出砂口位置设置排气通道；排气通道的参数：水套芯内部的排气通道尺寸为
水套芯芯头处排气通道尺寸为
水套芯的芯头定位在底模金属型上；采用本发明，可以采用3D打印技术进行复杂水套砂芯制作；其优点是两层水套连接处水流流畅，无夹层和飞边影响水流速度和流量。从而增强产品开发的自由空间，并且在产品试制与优化改进过程中更加便捷。
Description
技术领域
本发明公开了一种3D打印的砂芯结构，适用于缸盖双层水套。
背景技术
目前汽车发动机设计理念就是轻量化、性能高，并且结构更加复杂，铝缸盖铸件做为发动机主要零部件，要求结构也相对复杂，技术标准有所提高。铸造行业进行铸件试制基本上还停留在手工砂型铸造工艺，不能很好的保证铸件的制造精度和机械性能的要求。
参阅图1与图2所示，采用传统方式制作砂芯，由于要考虑到分型问题，水套芯上下芯要单独制芯，然后粘结在一起下芯，砂芯粘结面会产生披缝，影响铸件内腔质量，砂芯定位也不准确。而采用3D打印进行制芯，可将上水套芯、下水套芯及排气道芯组合在一起打印砂芯，不用考虑分型及拔模问题，完全解决了上述问题。
专利文献1(CN209942962U)提供了一种气缸盖水套结构和发动机气缸盖以及发动机，所述的气缸盖水套结构布置于发动机气缸盖上，且于所述发动机气缸盖上集成有排气歧管，所述气缸盖水套结构包括可构成对发动机气缸盖主体冷却的主体水套，以及可构成对排气歧管冷却的歧管水套，且于所述主体水套的最高点和歧管水套之间设置有连通通路，并于所述歧管水套的最高点设有溢气口。
专利文献2(CN109630304A)公开了一种可改善发动机冷起动性能的气缸盖水套结构及发动机冷却系统，其包括气缸盖水套本体，气缸盖水套本体上设置有气缸盖水套出水腔室、机油冷却器出水孔和发动机本体出水口，机油冷却器出水孔和发动机本体出水口均与气缸盖水套出水腔室连通，气缸盖水套出水腔室和机油冷却器出水孔之间设置有缓冲腔室，缓冲腔室一端与气缸盖水套出水腔室连通、另一端与机油冷却器出水孔连通。专利文献3(CN208288927U)公开了一种缸盖水套砂芯铸造模具的排气装置，包括上固定板、第一上芯盒镶件、第二上芯盒镶件、上芯盒、嵌入槽；把上芯盒中形状狭小壁薄地方挖空成嵌入型，利用镶件加工形成形状并安装在上芯盒嵌入型中，间隙配合。上芯盒镶件垂直于形状切割排气槽，根据芯砂类型设定排气槽宽。与上芯盒镶件配合的上芯盒嵌入型留有排气空腔和排气孔。与通用的镶件和嵌入型间隙排气相比，本装置的排气方式比之增加数倍，排气效果最好，且不易堵塞。
专利文献1(CN209942962U)属于实用新型的气缸盖水套结构，所阐述的结构目的是简化车辆上的管路布置，该专利未设计砂芯与底模金属型如何定位的相关内容。专利文献2(CN109630304A)是通过循环管理的分配，使得用于加热发动机本体的冷却液更多的流入发动机本体内，在优化排气结构方面与本发明的相关性较低。专利文献3(CN208288927U)该实用新型所要解决的技术问题是提供一种水套砂芯铸造模具制造工艺。目的是降低模具排气的清理频次，减轻清理负担，而本发明所提及的内容是在砂芯出砂口位置设计特殊结构排气通道，提高铸件的质量。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种适合缸盖双层水套3D打印砂芯结构。
本发明的目的在于为了提高发动机的性能，发挥概念性的空间设计，增强发动机缸盖的设计自由度，采用3D打印技术进行双层水套砂芯以及集成砂芯的制作，并结合半金属型铸造工艺的优势，铸造出结构更加复杂的铝缸盖，以满足其产品性能的需要。采用本发明，可以采用3D打印技术进行复杂水套砂芯制作。其优点是两层水套连接处水流流畅，无夹层和飞边影响水流速度和流量。从而增强产品开发的自由空间，并且在产品试制与优化改进过程中更加便捷。
为实现上述目的，本发明提供如下方案：
一种3D打印的砂芯结构，包括3D打印的组合芯，所述组合芯为水套芯和排气道芯组合在一起。
进一步地，所述组合芯中的水套芯内部设有排气通道。
进一步地，所述组合芯中的水套芯芯头处设有排气通道。
进一步地，所述组合芯中的水套芯为两层或两层以上水套砂芯。
进一步地，所述组合芯中的排气道芯在内部设有排气通道。
进一步地，所述组合芯中的排气道芯在砂芯出砂口位置设置排气通道。
进一步地，所述排气通道的参数：水套芯内部的排气通道尺寸为
进一步地，所述排气通道的参数：水套芯芯头处排气通道尺寸为
进一步地，所述水套芯的芯头定位在底模金属型上。
与现有技术相比，本发明有益技术效果：
本发明优势在于可以采用3D打印技术进行复杂砂芯的制作，加快进行产品开发，产品结构不局限于传统的铸造模式所决定，并能将多种砂芯集成制作，从而提高砂芯的定位精度，简化砂芯的定位方式。另外还可以增加砂芯排气的自由度和多样化的形式，提高铸件的内部质量。
附图说明
图1为传统方式制作砂芯的铝缸盖组芯图；
图2为传统方式制作砂芯的上水套芯、下水套芯、排气道芯、组合芯示意图；
图3为排气道芯芯头处排气通道示意图；
图4为排气道芯芯头处排气通道剖面图；
图5为水套芯内部的排气通道剖面图；
图6为3D打印的水套芯和排气道芯的组合芯示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明进一步说明:
图1为传统方式制作砂芯的铝缸盖组芯图；
图2为传统方式制作砂芯的上水套芯、下水套芯、排气道芯、组合芯示意图；
参阅图6，适合缸盖双层水套3D打印的砂芯，采用3D打印技术及重力铸造工艺开发铝合金缸盖等复杂铸件，依托CAD/CAE/CAM技术，并与国外先进的技术相结合，进行铝合金产品浇注工艺系统设计；采用3D打印技术进行复杂砂芯及型芯的制作，减少砂芯的数量，通过改变砂芯的方式，增加砂芯排气通道等措施；准确有效的控制铸件的内部质量；进行铸造工艺试验、样件调试，提供合格的试制样件。
如图3、图4、图5、图6所示，由于3D打印技术的优势和特点，可在砂芯内部加有排气通道，可选用任何不影响砂芯强度的排气通道的形状，与其砂芯芯头相通，增强砂芯的排气效果，解决铸件内部缩孔缩松及气孔等铸造缺陷。
本发明3D打印双层及多层水套砂芯结构，芯头定位结构与底模金属型进行组合；
参阅图6，用3D打印技术，可以将双层及多层水套砂芯整体打印出来。
芯头定位结构是砂芯芯头的定位方式，一般砂芯的芯头主要就是用来定位的。
形成缸盖燃烧室位置的底模为金属型，称为底模金属型，水套芯的芯头要定位到底模金属型上。
采用3D打印技术进行砂芯结构参数设计；
水套芯和排气道芯是不同的砂芯；是通过3D打印这种新型技术打印在一起的；水套芯分内部和芯头处均设有排气通道，排气道芯也分内部和芯头处都设有排气通道。
在砂芯出砂口位置设计特殊结构排气通道；
排气通道如图4与图5所示。
排气通道的参数：由于铝缸盖水套结构比较复杂，壁厚薄，因此水套芯内部的排气通道尺寸一般设计为
芯头处排气通道尺寸一般设计为
3D打印的砂芯可以不考虑拔模，自由度较高，排气通道的结构随砂芯结构可设计为不规则的形状。
参阅图1、图2，传统的用于砂芯定位的芯头在制芯过程中有考虑拔模问题，不能设计内部中空的排气通道，不利于砂芯排气，采用3D打印进行砂芯制作，可以满足砂芯定位芯头内中空排气的要求。
采用底模金属型与砂芯多点定位方式进行定位组合，满足砂芯克服浮力断芯和方便排气要求的特殊结构设计。
底模金属型为半金属型，是形成铝缸盖燃烧室部位的，其余部位均为砂芯形成。
多点定位方式是传统工艺缸盖上、下水套需分别制芯，之间要最少设计4个以上的定位芯头，而采用3D打印技术进行砂芯制作，就可以将上、下水套芯组合一起打印出来，只需设计2个定位芯头就可以。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
Claims (9)
1.一种3D打印的砂芯结构，其特征在于：包括3D打印的组合芯，所述组合芯为水套芯和排气道芯组合在一起。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印的砂芯结构，其特征在于：所述组合芯中的水套芯内部设有排气通道。
3.根据权利要求2所述的一种3D打印的砂芯结构，其特征在于：所述组合芯中的水套芯芯头处设有排气通道。
4.根据权利要求3所述的一种3D打印的砂芯结构，其特征在于：所述组合芯中的水套芯为两层或两层以上水套砂芯。
5.根据权利要求1所述的一种3D打印的砂芯结构，其特征在于：所述组合芯中的排气道芯在内部设有排气通道。
6.根据权利要求1所述的一种3D打印的砂芯结构，其特征在于：所述组合芯中的排气道芯在砂芯出砂口位置设置排气通道。
7.根据权利要求2所述的一种3D打印的砂芯结构，其特征在于：所述排气通道的参数：水套芯内部的排气通道尺寸为
8.根据权利要求3所述的一种3D打印的砂芯结构，其特征在于：所述排气通道的参数：水套芯芯头处排气通道尺寸为
9.根据权利要求3所述的一种3D打印的砂芯结构，其特征在于：
所述水套芯的芯头定位在底模金属型上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110627861.2A CN113523196A (zh) | 2021-06-05 | 2021-06-05 | 一种3d打印的砂芯结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110627861.2A CN113523196A (zh) | 2021-06-05 | 2021-06-05 | 一种3d打印的砂芯结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113523196A true CN113523196A (zh) | 2021-10-22 |
Family
ID=78124557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110627861.2A Pending CN113523196A (zh) | 2021-06-05 | 2021-06-05 | 一种3d打印的砂芯结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113523196A (zh) |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2610584A (en) * | 1983-03-30 | 1984-10-11 | Anatol Michelson | Production of hollow foundry cores |
| CN104707939A (zh) * | 2015-04-08 | 2015-06-17 | 广西玉柴机器股份有限公司 | 柴油机缸盖的铸造砂芯 |
| CN105964939A (zh) * | 2016-06-02 | 2016-09-28 | 四川南车共享铸造有限公司 | 一种气缸盖的铸造方法 |
| CN106111912A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-11-16 | 广西玉柴机器股份有限公司 | 用于铸造集成式复合气缸盖的砂芯组 |
| CN106141095A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-11-23 | 广西玉柴机器股份有限公司 | 集成式复合气缸盖的铸造砂芯组 |
| CN207018098U (zh) * | 2017-07-27 | 2018-02-16 | 中国第一汽车股份有限公司 | 组合式双层气缸盖水套 |
| CN107924165A (zh) * | 2015-08-31 | 2018-04-17 | 康明斯公司 | 由单件式芯体铸造的发动机 |
| CN108213349A (zh) * | 2017-10-10 | 2018-06-29 | 中国第汽车股份有限公司 | 一种采用3d打印砂芯生产气缸盖铸件的方法 |
| CN108372273A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-08-07 | 共享智能铸造产业创新中心有限公司 | 连体式气缸盖的砂型结构 |
| JP2019217506A (ja) * | 2018-06-15 | 2019-12-26 | 新東工業株式会社 | 鋳造設備及び鋳造方法 |
| CN111774536A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-10-16 | 中国第一汽车股份有限公司 | 快速开发气缸盖铸件的3d打印砂芯结构及其制作方法 |
-
2021
- 2021-06-05 CN CN202110627861.2A patent/CN113523196A/zh active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2610584A (en) * | 1983-03-30 | 1984-10-11 | Anatol Michelson | Production of hollow foundry cores |
| CN104707939A (zh) * | 2015-04-08 | 2015-06-17 | 广西玉柴机器股份有限公司 | 柴油机缸盖的铸造砂芯 |
| CN107924165A (zh) * | 2015-08-31 | 2018-04-17 | 康明斯公司 | 由单件式芯体铸造的发动机 |
| CN105964939A (zh) * | 2016-06-02 | 2016-09-28 | 四川南车共享铸造有限公司 | 一种气缸盖的铸造方法 |
| CN106111912A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-11-16 | 广西玉柴机器股份有限公司 | 用于铸造集成式复合气缸盖的砂芯组 |
| CN106141095A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-11-23 | 广西玉柴机器股份有限公司 | 集成式复合气缸盖的铸造砂芯组 |
| CN207018098U (zh) * | 2017-07-27 | 2018-02-16 | 中国第一汽车股份有限公司 | 组合式双层气缸盖水套 |
| CN108213349A (zh) * | 2017-10-10 | 2018-06-29 | 中国第汽车股份有限公司 | 一种采用3d打印砂芯生产气缸盖铸件的方法 |
| CN108372273A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-08-07 | 共享智能铸造产业创新中心有限公司 | 连体式气缸盖的砂型结构 |
| JP2019217506A (ja) * | 2018-06-15 | 2019-12-26 | 新東工業株式会社 | 鋳造設備及び鋳造方法 |
| CN111774536A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-10-16 | 中国第一汽车股份有限公司 | 快速开发气缸盖铸件的3d打印砂芯结构及其制作方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 付岳楼等: "基于3D打印的某型柴油机缸盖铸造成型工艺", 《中国铸造装备与技术》 * |
| 卢宝胜: "3D打印技术在气缸盖铸件开发上的应用", 《现代铸铁》 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104707939B (zh) | 柴油机缸盖的铸造砂芯 | |
| CN105772646B (zh) | 一种大型装载机液压阀体铸件模具及制造方法 | |
| CN109158536B (zh) | 一种预防汽车球铁转向器壳体铸件泄漏的铸造工艺 | |
| CN104550710A (zh) | 一种镶缸套铝合金缸体铸件的快速制造方法 | |
| CN108941511B (zh) | 一种基于3d打印铸造铝合金缸盖的成型工艺 | |
| CN114799127A (zh) | 一种整体空心副车架的低压金属型铸造方法 | |
| CN111774537A (zh) | 一种薄壁复杂缸体类铸铁件壳型浇注系统及铸造工艺 | |
| CN105108105B (zh) | 一种高速列车铸铝齿轮箱上箱体金属型低压铸造模具 | |
| CN113523196A (zh) | 一种3d打印的砂芯结构 | |
| CN1693011A (zh) | 一种金属型真空重力精密铸造方法 | |
| CN110711844B (zh) | 一种金属型重力铸造设备及其模具冷却系统 | |
| CN103008562A (zh) | 一种整体缸盖铸造立浇设备 | |
| CN201432089Y (zh) | 一种镁合金汽车发动机缸盖罩压铸模具浇注系统 | |
| CN219724514U (zh) | 一种大功率重卡发动机的砂芯复合结构 | |
| CN101844203A (zh) | 气缸盖毛坯浇铸泥芯固定板 | |
| CN215966165U (zh) | 一种带减重槽的轴承盖生产模具 | |
| CN113042685B (zh) | 一种适用于zl205a铝合金复杂薄壁构件的3dp砂型铸造工艺 | |
| CN210188463U (zh) | 分体式侧模及其应用的轮毂模具 | |
| CN110918895A (zh) | 一种低成本的发动机缸体立式浇注系统 | |
| CN219151507U (zh) | 一种钢制送料板铸造模具 | |
| CN110548835A (zh) | 一种避免汽缸盖缩松的方法 | |
| JP2016173049A (ja) | 吸気ポート形成用砂中子及びその製造方法と、シリンダヘッド用半製品 | |
| CN218555493U (zh) | 一种具有快速冷却效果的曲轴箱的浇注系统 | |
| CN213478509U (zh) | 气缸盖及发动机 | |
| CN206474642U (zh) | 发动机进气歧管重力浇铸模具 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211022 |