CN114054673A - 一种整体式砂型的3dp制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种整体式砂型的3DP制备方法,包括如下过程:利用3DP成型材料和无机粘结剂进行3DP成型,将得到的整体式砂型进行静置固化,3DP成型材料为将硅酸钠粉末、磷酸氢二钠粉末与3D打印型砂混合均匀得到;无机粘结剂为将硅酸钠粉末加入无水乙醇与去离子水的混合液中,直至硅酸钠粉末溶解至饱和后过滤得到;将固化好的整体式砂型进行真空浸渗,使整体式砂型充分吸收浸渗液;再将整体式砂型进行强化烘烤,之后冷却并在整体式砂型表面进行涂料喷涂处理;将表面进行了涂料喷涂处理的整体式砂型烘干,得到高性能整体式砂型。本发明能够利用硅酸钠作为粘结剂,进行整体式砂型的3DP成型,并通过适配的后处理工艺,获得性能良好的高性能整体式砂型。

Description

一种整体式砂型的3DP制备方法
技术领域
本发明属于砂型铸造技术领域,具体涉及一种整体式砂型的3DP制备方法。
背景技术
随着工程技术的发展,铸件的结构呈现出了整体化、复杂化的发展趋势,尤其是内部结构变得愈发复杂,于此同时对于铸件的精度要求却在不断提高,这极大的提高了铸件的精密铸造工艺难度,尤其是对砂型的精度和性能提出了更高的挑战。传统的砂型制作工艺制作复杂模型,传统芯盒制作主要是采用手工造型,而砂芯则是先采用射芯机分开制芯,然后再进行手工组芯来完成,其工艺流程复杂,而且组合砂芯精度低,且手工造型的芯盒常因浇注系统设计不当导致铸造产生缩松缩孔、冷隔砂眼等缺陷。
3DP技术作为一种新兴的砂型制造方法,其优点在于制造砂型精度高,可以制造出复杂结构的整体式砂型,避免传统组合型芯带来的精度差、批间一致性差的问题,而且3DP工艺成型速度快,制造周期短等,是一种非常适用于砂型铸造的增材制造技术。目前3DP砂型制造时所使用的粘接剂主要为呋喃树脂,酚醛树脂等有机树脂类粘接剂,此类粘接剂固化效率高、效果好,因此被广泛应用于目前的砂型增材制造领域。但是这类树脂粘接剂易造成环境污染,在铸造时受到熔融金属的高温作用会产生有害气体,危害操作人员的身体健康,同时也因为高温产生大量的气体,极易造成铸件内部出现气孔之类的缺陷,严重影响了铸件的性能及精度,进而导致铸件成品率下降。因此,研究一种性能可靠,发气量低,铸造后易脱除且对人体无害的砂型3DP制造工艺方法具有非常重要的科学意义、重大的工程应用价值和广阔的市场价值。
硅酸钠(水玻璃)在熔模铸造行业中是一种广泛使用的粘接剂,通常用于熔模铸造涂料的制备,硅酸钠是一种无机粘结剂,不会产生树脂等有机粘结剂在使用时存在的上述问题。然而,当采用硅酸钠溶液作为粘接剂时,按照现有的方法直接进行喷射成形砂型,由于硅酸钠液滴挥发后极易在喷头处固化从而堵塞喷头,造成对喷头损坏和砂型的制备失败。因此如何将硅酸钠作为粘结剂应用在整体式砂型的3DP技术中,是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺陷,本发明的目的在于提供一种整体式砂型的3DP制备方法,该方法能够利用硅酸钠粘结体系进行整体式砂型的3DP成型,并通过适配的后处理工艺,获得性能良好的高性能整体式砂型。
本发明采用的技术方案如下:
一种整体式砂型的3DP制备方法,包括如下过程:
利用3DP成型材料和无机粘结剂进行3DP成型,加工得到整体式砂型,将所述整体式砂型进行静置固化,其中,3DP成型材料的制备过程包括:将硅酸钠粉末、磷酸氢二钠粉末与3D打印型砂混合均匀,得到3DP成型材料;无机粘结剂的制备过程包括:将硅酸钠粉末加入无水乙醇与去离子水的混合液中,直至硅酸钠粉末溶解至饱和,得到的饱和溶液作为无机粘结剂;
将固化好的整体式砂型进行真空浸渗,使固化好的整体式砂型充分吸收浸渗液;
将充分吸收了浸渗液的整体式砂型进行强化烘烤,之后冷却并在整体式砂型表面进行涂料喷涂处理;
将表面进行了涂料喷涂处理的整体式砂型烘干,得到所述高性能整体式砂型。
优选的,所述3DP成型材料中,型砂的粒度为70-140目,硅酸钠粉末的粒度为300-500目,磷酸氢二钠粉末的粒度为300-500目。
优选的,所述3DP成型材料中,硅酸钠粉末的质量为3D打印型砂质量的8%~12%,磷酸氢二钠粉末的质量为3D打印型砂质量的2%~4%。
优选的,无水乙醇与去离子水的混合液中,无水乙醇与去离子水的体积比为(1:1)-(1.5:1)。
优选的,利用3DP成型材料和无机粘结剂进行3DP成型,加工得到整体式砂型时,打印层高为0.10mm-0.20mm,喷墨浓度为40%-60%。
优选的,将固化好的整体式砂型进行真空浸渗时,浸渗液为浓度60%~80%的酒精溶液,浸渗时的真空度≤133Pa,浸渗液的液面高度不超过砂型高度的20%,浸渗时间为5~10分钟。
优选的,将充分吸收了浸渗液的整体式砂型进行强化烘烤时,将充分吸收了浸渗液的整体式砂型置于鼓风干燥箱中进行烘烤强化,其中烘烤方式为包埋于玻璃微珠中进行烘烤,烘烤温度为200~250℃,烘烤时间为1~2小时,烘烤完成后自然冷却。
优选的,在整体式砂型表面进行涂料喷涂处理时,喷涂的涂料为水基涂料,涂料采用去离子水稀释,稀释后的质量浓度为70%~75%。
优选的,将表面进行了涂料喷涂处理的整体式砂型烘干时,温度为50~100℃,时间为1~2小时,之后自然冷却。
本发明还提供了一种高性能整体式砂型,所述高性能整体式砂型通过本发明如上所述的整体式砂型的3DP制备方法制得。
本发明具有如下有益效果:
本发明整体式砂型的3DP制备方法中,采用了本发明的3DP成型材料和无机粘结剂,一方面避免了纯水在型砂中渗透距离过远,渗透深度过大造成的砂型精度急剧下降问题,另一方面硅酸钠的饱和溶液能够提高砂型中的粘接剂的含量,进而提高砂型的强度性能,同时无水乙醇还可以加快砂型的干燥固化速度。此外,由于该无机粘结剂中含有无水乙醇和去离子水,相对现有的通常采用的硅酸钠粘结剂,本发明无机粘结剂浓度和粘度都比较很低,解决了直接喷射硅酸钠溶液堵塞3DP设备喷头的难题,同时又通过3DP成型材料和无机粘结剂实现了很好的固化成形,从而利用3DP成型制备出了基于硅酸钠无机粘接机体系的复杂结构整体式砂型。虽然采用上述方法避免了3DP喷头得堵塞,同时成型出了复杂结构砂型,但是由于3DP打印成形的特点,其混砂中的硅酸钠无法完全溶解并吸混合溶液粘接剂中的水,从而导致自然固化后的砂型强度不足,不能满足工程实际需要;此外,因为硅酸钠具有吸水性,使得基于硅酸钠粘接剂的3DP砂型在湿度较大的环境中难以保存,砂型会吸收空气中的水分导致砂型模具强度下降,软化变形甚至出现溃散现象,同时因为水分在铸造时挥发,也会出现铸造时发气量增大的现象,这些问题都有待改善。因此,必须要制定出合理的后处理工艺,通过合理的后处理工艺,即将固化好的整体式砂型进行真空浸渗、强化烘烤、涂料喷涂处理和烘干,一方面来提高硅酸3DP砂型的强度,另一方面解决砂型吸潮的问题,从而提高砂型的综合性能。综上,本发明能够利用硅酸钠粘结剂体系进行整体式砂型的3DP成型,并通过适配的后处理工艺,获得性能良好的高性能整体式砂型。
附图说明
图1是本发明整体式砂型的3DP制备方法的工艺流程图;
图2是本发明实施例中大型整体式高压多路阀阀体的砂型模型示意图;
图3是本发明实施例中液压泵泵体的砂型模型示意图;
图4是本发明实施例中液压泵泵体的砂型模型示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例来对本发明做进一步的说明。
本发明是通过以下技术方案来实现:
本发明整体式砂型的3DP制备方法,包括如下步骤:
S1,将硅酸钠粉末、磷酸氢二钠粉末与3D打印型砂混合,充分搅拌至混合均匀,得到3DP成型材料;其中3D打印型砂的粒度为70-140目,硅酸钠粉末与磷酸氢二钠粉末的粒度均为300-500目,硅酸钠粉末的质量为3D打印型砂质量的8%~12%,磷酸氢二钠粉末的质量为3D打印型砂质量的2%~4%。
S2,将无水乙醇与去离子水以体积比为(1:1)-(1.5:1)的比例充分混合,在该混合溶液中溶解硅酸钠粉末至溶液饱和,再进行静置、过滤获得澄清溶液,将得到的澄清溶液作为无机粘接剂;
S3,使用上述3DP成型材料和无机粘接剂作为3D打印成型的原料;
S4,将复杂结构整体式砂型模型数据导入砂型3D打印机中,进行砂型的3DP成形制备,得到整体式砂型;进行3DP成型时,打印层高为0.10mm-0.20mm,喷墨浓度为40%~60%;
S5,待上述3D打印过程结束后,将得到的整体式砂型在3D打印机成形腔中静置12小时,使整体式砂型充分固化;
S6,从成形腔中取出固化好的3DP砂型模具,将其置于真空浸渗装置中,进行浸渗处理,使固化好的整体式砂型充分吸收浸渗液,待浸渗结束后,将砂型从浸渗装置中取出;其中浸渗液为浓度60%~80%的酒精水溶液。浸渗时的真空度≤133Pa,浸渗液的液面高度以超过砂型高度的20%为宜,浸渗时间为5~10分钟;
S7,将上述浸渗后的整体式砂型放置于烘箱中进行强化烘烤,强化烘烤的过程包括:将上述整体式砂型置于鼓风干燥箱中进行烘烤强化,其中砂型的烘烤方式为包埋于玻璃微珠中进行烘烤,烘烤温度为200~250℃,烘烤时间为1~2小时,烘烤完成后等待整体式砂型自然冷却;
S8,待烘烤后的整体式砂型冷却至室温后,对整体式砂型表面进行涂料喷涂处理,其中喷涂的涂料为水基涂料,且涂料需采用去离子水稀释,质量浓度为70%~75%;
S9,将喷涂处理后的整体式砂型,再次烘烤干燥,其中烘烤温度为50~100℃,烘烤时间为1~2小时,烘烤完成后自然冷却至室温,最终获得复杂结构整体式砂型。
从本发明的上述方案中可以看出:
1.本发明采用3DP打印制作砂型模具,由于3D打印技术可成型任意复杂结构的模具,且精度高,周期短,相比传统的沙箱模具开模周期长,成本高具有明显的技术进步性。
2.采用硅酸钠作为砂型3DP制造的粘接剂,具有以下三个优点:(1)硅酸钠作为粘接剂其粘接强度较传统树脂粘接强度较高;(2)硅酸钠作为一种无机物,在铸造时的高温条件下,不会像树脂类有机粘接剂分解产生大量气体,造成铸件缺陷和对人体产生危害;(3)硅酸钠作为无机粘接剂打印出的砂型模具在流水冲刷下易于溶解、溃散,铸造后铸件脱芯较为容易。
3.将硅酸钠粉末与3D打印成型砂混合后形成固化组分单元A,同时将无水乙醇与去离子水以体积比(1:1)-(1.5:1)的比例配比,通过搅拌使其充分混合后形成混合溶液,再向溶液中加入硅酸钠粉末直至溶液饱和,通过静置、过滤获得澄清溶液,作为喷射用无机粘接剂,形成固化组分单元B,一方面避免了纯水在型砂中渗透距离过远,渗透深度过大造成的精度急剧下降问题,另一方面硅酸钠的饱和溶液可以提高砂型中的粘接剂的含量,进而提高砂型的强度性能,同时酒精还可以加快砂型的干燥固化速度。此外,由于该粘接剂中含有大量的酒精和去离子水,其浓度和粘度都很低,解决了直接喷射硅酸钠溶液堵塞3DP设备喷头的难题,同时又通过A、B固化组分实现了很好的固化成形,从而制备出了基于硅酸钠无机粘接机体系的复杂结构整体式砂型。虽然采用上述方法避免了3DP喷头得堵塞,同时成型出了复杂结构砂型,但是由于3DP打印成形的特点,其混砂中的硅酸钠无法完全溶解并吸混合溶液粘接剂中的水,从而导致自然固化后的砂型强度不足,不能满足工程实际需要;此外,因为硅酸钠具有吸水性,使得基于硅酸钠粘接剂的3DP砂型在湿度较大的环境中难以保存,砂型会吸收空气中的水分导致砂型模具强度下降,软化变形甚至出现溃散现象,同时因为水分在铸造时挥发,也会出现铸造时发气量增大的现象,这些问题都有待改善。因此,必须要制定出合理的后处理工艺,通过合理的后处理工艺,一方面来提高硅酸3DP砂型的强度,另一方面解决砂型吸潮的问题,从而提高砂型的综合性能。
4.通过真空浸渗浓度60%~80%的酒精水溶液,酒精水溶液的特定质量,既可以使砂型中在打印过程中未完全溶解形成粘接桥的硅酸钠进一步溶解,进而对砂粒形成更加完全的包裹,在固化后形成良好的粘接桥联作用,进一步地提高砂型的强度,避免其在铸造过程中发生断裂、偏移等行为;还因为酒精的加入可以加速浸渍后砂型的干燥速度,避免水分过多造成的砂型软化、变形。
5.采用填埋玻璃微珠烘烤方式一方面可以在烘烤过程中为砂型提供一个支撑作用,避免其烘烤过程中砂型受热出现变形,另一方面填埋的玻璃珠在受热时会与砂型同步膨胀,从而会对砂型产生一个紧实作用,进而提高砂型的强度。
6.在砂型表面喷涂上一层水基涂料后再进行烘干所得的砂型表面存在一层由该涂料形成的保护层。该保护层既可以有效地阻挡空气中水分进入砂型内,从而保证了砂型在较长时间暴露在湿度较大的环境下也可以保证较好的强度及较低的发气量;又可以极大的降低砂型的表面粗糙度,同时形成一层保护层,避免砂型中硅酸钠在储存过程中的吸湿,导致砂型的强度降低和软化变形,进而提高铸件的表面质量和尺寸精度。
经本发明方法制得的硅酸钠粘接剂整体式砂型具有强度高,成形精度高,发气量低,表面质量好,铸造后型芯易脱除等优点,同时在湿度较大的环境下也可以长期保存,不容易出现强度劣化,发气量大的情况;从而避免了砂型强在铸造过程中出现溃散,气孔,脱模困难等问题。
本发明3DP方法制造出整体式砂型模具,可以制造出任意复杂的形状与结构,适用于整体式液压阀体、整体式液压泵体、整体式管路、整体式热交换器等流道多,结构复杂的零件,可以大大降低生产周期,节约制造成本。
本发明选择硅酸钠作为粘接剂,有利于降低砂型模具制造成本,改善制模工作环境,减少制造模具所需要的成本,同时使旧砂回收利用变得更简单,从而提高了旧砂回收利用率,减少旧砂回收成本。此外,硅酸钠无机粘接剂避免了树脂粘接剂对环境的污染和铸造过程中的有害气体排放,不会危害操作人员的健康,是一种绿色、环保的砂型3D打印技术。
本发明的方法有效解决了硅酸钠砂型在3D打印过程中的强度不高、成形精度低的问题,后处理方法进一步提高了基于硅酸钠无机粘接剂的3DP整体式砂型的强度和防潮性能,同时降低其发气量,进而制备出结构复杂,成形精度高,表面质量好的整体式砂型。此外,也可以利用硅酸钠的吸水软化特性,可以在铸造结束后很容易的将铸件内部的砂芯脱出。
实施例1
利用本实施例整体式砂型的3DP制备方法制造拥有大量复杂内部流道的大型整体式高压多路阀阀体的砂型,包含以下步骤:
S1,将300-500目的硅酸钠粉末、300-500目的磷酸氢二钠粉末和70-140目宝珠砂混合,充分搅拌至混合均匀,得到3DP成型材料;其中,硅酸钠粉末含量为宝珠砂质量的12%,磷酸氢二钠粉末含量为宝珠砂质量的2%;
S2,将无水乙醇与去离子水以体积比1:1充分混合,在混合溶液中溶解硅酸钠粉末至溶液饱和,再进行静置、过滤获得澄清溶液,将得到的澄清溶液作为无机粘接剂;
S3,使用上述3DP成型材料和无机粘接剂作为3D打印成型的原料;
S4,将如图2所示的整体式高压多路阀阀体的砂型模型数据,导入砂型3D打印机中,进行砂型的3DP成形制备,得到整体式砂型;进行3DP成型时,打印层高为0.15mm(偏差为±0.05),喷墨浓度为50%(偏差为10%);
S5,待上述3D打印过程结束后,将高压多路阀阀体的整体式砂型在打印机成形腔中静置12小时,使高压多路阀阀体的整体式砂型充分固化;
S6,从成形腔中取出固化好的3DP砂型模具,将其置于真空浸渗装置中,添加体积浓度为75%含量的酒精水溶液作为浸渗液,并使浸渗液的液面高度没过砂型上表面20%的高度,设置真空度为100Pa,进行浸渗5min,使高压多路阀阀体的整体式砂型充分吸收浸渗液;
S7,将上述所得浸渗完的砂型包埋于玻璃微珠中,然后置于鼓风干燥箱中进行烘烤强化,烘烤温度为250℃,烘烤时间为1.5小时,烘烤完成后等待其自然冷却;
S8,将上述强化烘烤后的砂芯进行喷涂后处理,喷涂的涂料为亚世科公司生产的SOLITEC WP401KT系列水基涂料,涂料需采用去离子水稀释,浓度为70%。
S9,将上述喷涂完涂料的砂型置于鼓风干燥箱中进行烘烤强化,其中烘烤温度为100℃,烘烤时间为1.5小时,烘烤完成后等待其自然冷却,即后可获得高性能的整体式高压多路阀阀体的整体式砂型。
实施例2
利用本实施例整体式砂型的3DP制备方法制造液压泵泵体的砂型,包含以下步骤:
S1,将300-500目的硅酸钠粉末、300-500目的磷酸氢二钠粉末和70-140目石英砂混合,充分搅拌至混合均匀,得到3DP成型材料;其中,硅酸钠粉末含量为石英砂质量的10%,磷酸氢二钠粉末含量为石英砂质量的3%;
S2,将无水乙醇与去离子水以体积比1.5:1充分混合,在混合溶液中溶解硅酸钠粉末至溶液饱和,再进行静置、过滤获得澄清溶液,将得到的澄清溶液作为无机粘接剂;
S3,使用上述3DP成型材料和无机粘接剂作为3D打印成型的原料;
S4,将如图3所示的液压泵泵体的砂型模型数据导入砂型3D打印机中,进行砂型的3DP成形制备,得到整体式砂型;进行3DP成型时,打印层高为0.15mm,喷墨浓度为60%;
S5,待上述3D打印过程结束后,将液压泵泵体的砂型在打印机成形腔中静置12小时,使其充分固化;
S6,从成形腔中取出固化好的3DP砂型模具,将其置于真空浸渗装置中,添加80%含量的酒精水溶液作为浸渗液,并使浸渗液的液面高度没过砂型上表面20%的高度,设置真空度为133Pa,进行浸渗8min,使液压泵泵体的砂型充分吸收浸渗液;
S7,将上述所得浸渗完的砂型包埋于玻璃微珠中,然后置于鼓风干燥箱中进行烘烤强化,烘烤温度为200℃,烘烤时间为2小时,烘烤完成后等待其自然冷却;
S8,将上述强化烘烤后的砂芯进行喷涂后处理,喷涂的涂料为亚世科公司生产的SOLITEC ST801系列水基涂料,涂料需采用去离子水稀释,浓度为75%。
S9,将上述喷涂完涂料的砂型置于鼓风干燥箱中进行烘烤强化,其中烘烤温度为75℃,烘烤时间为1小时,烘烤完成后等待其自然冷却,即后可获得高性能的液压泵泵体的整体式砂型。
实施例3
利用本实施例整体式砂型的3DP制备方法制造高速离心泵泵体的砂型,包含以下步骤:
S1,将300-500目的硅酸钠粉末、300-500目的磷酸氢二钠粉末和70-140目硅锆砂混合,充分搅拌至混合均匀,得到3DP成型材料;其中,硅酸钠粉末含量为硅锆砂质量的8%,磷酸氢二钠粉末含量为硅锆砂质量的4%;
S2,将酒精与去离子水以体积比1.2:1充分混合,在混合溶液中溶解硅酸钠粉末至溶液饱和,再进行静置、过滤获得澄清溶液,将得到的澄清溶液作为无机粘接剂;
S3,使用上述3DP成型材料和无机粘接剂作为3D打印成型的原料;
S4,将如图4所示的液压泵泵体的砂型模型数据导入砂型3D打印机中,进行砂型的3DP成形制备,得到整体式砂型;进行3DP成型时,打印层高为0.20mm,喷墨浓度为40%;
S5,待上述3D打印过程结束后,将液压泵泵体的砂型在打印机成形腔中静置12小时,使其充分固化;
S6,从成形腔中取出固化好的3DP砂型模具,将其置于真空浸渗装置中,添加60%含量的酒精水溶液作为浸渗液,并使浸渗液的液面高度没过砂型上表面20%的高度,设置真空度为133Pa,进行浸渗10min,使液压泵泵体的砂型充分吸收浸渗液;
S7,将上述所得浸渗完的砂型包埋于玻璃微珠中,然后置于鼓风干燥箱中进行烘烤强化,烘烤温度为220℃,烘烤时间为1小时,烘烤完成后等待其自然冷却;
S8,将上述强化烘烤后的砂芯进行喷涂后处理,喷涂的涂料为亚世科公司生产的SOLITEC ST801系列水基涂料,涂料需采用去离子水稀释,浓度为72%。
S9,将上述喷涂完涂料的砂型置于鼓风干燥箱中进行烘烤强化,其中烘烤温度为50℃,烘烤时间为1.5小时,烘烤完成后等待其自然冷却,即后可获得高性能的液压泵泵体的整体式砂型。
采用本发明公开的方法,可以制备出一种高强度、高精度、低发气量、铸造后易脱芯且环境友好的高性能整体式砂型,避免了铸件因为砂型强度低和发气量大造成的精度差和缺陷频发的问题,也避免了因为大量有机树脂使用对操作人员身体的危害和环境的污染。本发明是一种高效、低成本、高质量的绿色砂型制备技术,具有非常重大的工程应用价值和广阔的市场空间。

Claims (10)

1.一种整体式砂型的3DP制备方法,其特征在于,包括如下过程:
利用3DP成型材料和无机粘结剂进行3DP成型,加工得到整体式砂型,将所述整体式砂型进行静置固化,其中,3DP成型材料的制备过程包括:将硅酸钠粉末、磷酸氢二钠粉末与3D打印型砂混合均匀,得到3DP成型材料;无机粘结剂的制备过程包括:将硅酸钠粉末加入无水乙醇与去离子水的混合液中,直至硅酸钠粉末溶解至饱和,得到的饱和溶液作为无机粘结剂;
将固化好的整体式砂型进行真空浸渗,使固化好的整体式砂型充分吸收浸渗液;
将充分吸收了浸渗液的整体式砂型进行强化烘烤,之后冷却并在整体式砂型表面进行涂料喷涂处理;
将表面进行了涂料喷涂处理的整体式砂型烘干,得到所述高性能整体式砂型。
2.根据权利要求1所述的一种整体式砂型的3DP制备方法,其特征在于,所述3DP成型材料中,型砂的粒度为70-140目,硅酸钠粉末的粒度为300-500目,磷酸氢二钠粉末的粒度为300-500目。
3.根据权利要求1所述的一种整体式砂型的3DP制备方法,其特征在于,所述3DP成型材料中,硅酸钠粉末的质量为3D打印型砂质量的8%~12%,磷酸氢二钠粉末的质量为3D打印型砂质量的2%~4%。
4.根据权利要求1所述的一种整体式砂型的3DP制备方法,其特征在于,无水乙醇与去离子水的混合液中,无水乙醇与去离子水的体积比为(1:1)~(1.5:1)。
5.根据权利要求1所述的一种整体式砂型的3DP制备方法,其特征在于,利用3DP成型材料和无机粘结剂进行3DP成型,加工得到整体式砂型时,打印层高为0.10mm-0.20mm,喷墨浓度为40%-60%。
6.根据权利要求1所述的一种整体式砂型的3DP制备方法,其特征在于,将固化好的整体式砂型进行真空浸渗时,浸渗液为浓度60%~80%的酒精溶液,浸渗时的真空度≤133Pa,浸渗液的液面高度不超过砂型高度的20%,浸渗时间为5~10分钟。
7.根据权利要求1所述的一种整体式砂型的3DP制备方法,其特征在于,将充分吸收了浸渗液的整体式砂型进行强化烘烤时,将充分吸收了浸渗液的整体式砂型置于鼓风干燥箱中进行烘烤强化,其中烘烤方式为包埋于玻璃微珠中进行烘烤,烘烤温度为200~250℃,烘烤时间为1~2小时,烘烤完成后自然冷却。
8.根据权利要求1所述的一种整体式砂型的3DP制备方法,其特征在于,在整体式砂型表面进行涂料喷涂处理时,喷涂的涂料为水基涂料,涂料采用去离子水稀释,稀释后的质量浓度为70%~75%。
9.根据权利要求1所述的一种整体式砂型的3DP制备方法,其特征在于,将表面进行了涂料喷涂处理的整体式砂型烘干时,温度为50~100℃,时间为1~2小时,之后自然冷却。
10.一种高性能整体式砂型,其特征在于,所述高性能整体式砂型通过权利要求1-9任意一项所述的整体式砂型的3DP制备方法制得。
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