CN116099984A - 一种3d打印砂型制品材料及3d打印砂型的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种3D打印砂型制品材料及3D打印砂型的方法和装置，涉及砂型砂芯制造技术领域，以重量份数计，所述3D打印砂型制品材料包括以下组分：铸造砂80~95份和光固化粘结剂5~20份；所述光固化粘结剂包括质量百分数为90%~99.5%的光敏树脂。本发明提供的3D打印砂型制品材料包括适宜配比的铸造砂和光固化粘结剂，两者配合使用得到一种用于3D打印砂型制品的光固化砂型原料，将其应用于制备砂型制品3D打印时，可快速成型，显著提高3D打印砂型制品的效率，有效解决了现有3D打印砂型制品技术中存在打印效率低的问题。
Description
技术领域
本申请涉及砂型砂芯制造技术领域，尤其涉及一种3D打印砂型制品材料及3D打印砂型的方法和装置。
背景技术
目前，砂型打印制品已大量应用在铸造业及文创艺术领域。现有砂型3d打印机及其打印方法有两种：
一种是使用沙石或石英砂等材料，通过预混装置均匀混入固化剂，将混合体填入成型仓后，采用喷墨打印头，距离砂型1-10 mm处，按设计样式选择性的喷射酚醛树脂，酚醛树脂和预固剂混合后，经高温处理后将原料（砂）粘接固化，并逐层打印制成。但该方式设备造价高昂，尤其是核心部件喷头成本占整机成本的30~40%。喷头工作时需要尽量接近沙石表面以保证打印精度，因此极易因为操作或维护不当造成堵塞，从而整机瘫痪，更换喷头的成本更是高昂。该类采用线扫描成型，打印生产效率适中，以2米*1米幅面计算单层打印时间为20-60秒，无法高速打印，且对设备维护和操作有较高专业要求。所以该类设备打印生产速度慢、造价高昂、维护成本高昂，致使目前市场只有高端铸造等行业使用，中低端无法适用。该种方式单层打印属于线扫描成型，以800mm*500mm满版幅面计算单层打印时间在16-21秒。
另一种是采用高功率激光，选择性烧结熔融沙石原料，并逐层打印制成，该方式打印属于点成型，效率低下且用电功率很高，致命缺点是打印幅面较小，如果采用多激光拼接，由于熔融的原因拼接处会呈现不可控精度误差，除特殊场合外已很少使用。该种方式单层打印属于点扫描成型，以800mm*500mm满版幅面计算单层打印时间在60-360秒。
发明内容
本申请提供了一种3D打印砂型制品材料及3D打印砂型的方法和装置，以解决现有3D打印砂型制品技术中存在的成型时间长和打印效率低等技术问题。
第一方面，本申请提供了一种3D打印砂型制品材料，以重量份数计，所述3D打印砂型制品材料包括以下组分：
铸造砂80~95份和光固化粘结剂5~20份；
所述光固化粘结剂包括质量百分数为90%~99.5%的光敏树脂。
进一步地，所述铸造砂和所述光固化粘结剂的重量比为25:2。
进一步地，所述光敏树脂包括环氧丙烯酸酯树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂和多硫醇/多烯光固化树脂中的至少一种。
进一步地，所述铸造砂的粒径为10微米~300微米。
进一步地，以重量份数计，所述3D打印砂型制品材料还包括：分散剂0.05~0.3份、离子着色剂3~5份和增塑剂0.1~10份；所述光固化粘结剂中还包括：第一助剂。
进一步地，所述铸造砂包括石英砂、陶粒砂、宝珠砂、铬铁矿砂、锆英石砂、石灰石砂、刚玉砂、镁砂和橄榄石砂中的至少一种；
所述第一助剂包括流平剂BYK-056（帮助粘接剂于沙石均匀融合）、邻羟基苯甲酸苯酯（紫外线吸收剂）、聚乙烯蜡（增塑润滑）、酞箐染料（上色）、叔丁基苯醌（稳定抗氧化）、分散剂DP983（帮助粘接剂于沙石均匀融合）、德谦431（帮助粘接剂于沙石均匀融合）、有机硅表面助剂流平剂BYK333、染色剂F2090（上色）、紫外吸收剂TINUVIN 400、氧化铝、氮化硅和碳化硅（提高成品工件的耐温性）中的至少一种；
所述分散剂为六偏磷酸钠或柠檬酸；
所述离子着色剂包括铁化合物、锰化合物、钴化合物、镍化合物、铜化合物、铬化合物和钒化合物中的至少一种；
所述增塑剂为聚乙二醇。
第二方面，本申请提供了一种3D打印砂型的方法，所述方法包括以下步骤：
S1、得到第一方面所述的3D打印砂型制品材料；
S2、将所述3D打印砂型制品材料加入至3D打印机中，后在打印平台上涂敷一层所述3D打印砂型制品材料，根据待打印预设砂型制品样式，按照当前层砂型制品的截面形状，在指定区域采用紫外线照射，完成砂型制品底层打印；
S3、根据待打印预设砂型制品样式，打印平台下移一个层厚，在已打印的3D打印砂型制品层面上涂敷一层所述3D打印砂型制品材料；
S4、按照当前层砂型制品的截面形状，在指定区域采用紫外线照射，完成砂型制品单层打印；
S5、重复步骤S3和S4，层层打印，得到成型的砂型制品。
进一步地，所述紫外线的照射波长为365nm~405nm。
进一步地，所述方法还包括成型砂型制品的后处理步骤；所述后处理步骤包括：将得到的成型砂型制品置于可见光下照射或采用紫外灯照射。
第三方面，本申请提供了一种装置，用以实现第二方面任一项所述的3D打印砂型的方法，所述装置包括可升降的打印平台；
所述可升降的打印平台上设置有涂敷机构和紫外线光机固定架，所述涂敷机构上设置有接料口，所述紫外线光机固定架上设置有紫外线光机。
相较于现有技术，本申请实施例提供的上述技术方案至少具有如下优点：
本申请实施例提供了一种3D打印砂型制品材料，该3D打印砂型制品材料包括适宜配比的铸造砂和光固化粘结剂，两者配合使用得到一种用于3D打印砂型制品的光固化砂型原料。将该3D打印砂型制品材料应用于制备砂型制品3D打印时，可快速成型，显著提高3D打印砂型制品的效率，比如采用该3D打印砂型制品材料，以800mm*500mm满版幅面计算单层打印时间为3-10秒，大大提升了打印效率，有效解决了现有3D打印砂型制品技术中存在的成型时间长和打印效率低的技术问题。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种3D打印砂型的方法的流程示意图。
图2为本申请实施例提供的用以实现本申请实施例所述的3D打印砂型的方法的装置结构示意图；
其中，图2中：1-接料口；2-涂敷机构；3-紫外线光机固定架；4-紫外线光机；5-可升降的打印平台；6-余料槽。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
除非另有特别说明，本申请中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
第一方面，本申请提供了一种3D打印砂型制品材料，以重量份数计，所述3D打印砂型制品材料包括以下组分：
铸造砂80~95份和光固化粘结剂5~20份；
所述光固化粘结剂包括质量百分数为90%~99.5%的光敏树脂。
本申请实施例提供了一种3D打印砂型制品材料，该3D打印砂型制品材料包括适宜配比的铸造砂和光固化粘结剂，两者配合使用得到一种用于3D打印砂型制品的光固化砂型原料。将该3D打印砂型制品材料应用于制备砂型制品3D打印时，可快速成型，显著提高3D打印砂型制品的效率，比如采用该3D打印砂型制品材料，以800mm*500mm满版幅面计算单层打印时间为3-10秒，大大提升了打印效率，有效解决了现有3D打印砂型制品技术中存在的成型时间长和打印效率低的技术问题。
本申请所述铸造砂是指满足铸造或文创行业的3D砂型打印用的原料砂，一般为铸造用耐火型砂，如石英砂、陶粒砂、宝珠砂、铬铁矿砂、锆英石砂、石灰石砂、刚玉砂、镁砂、橄榄石砂中的一种或多种。在一些具体实施例中，铸造砂的重量份数可为80份、81份、82份、83份、84份、85份、86份、87份、88份、89份、90份、91份、92份、93份、94份、95份等。
本申请所述光固化粘结剂是指以光敏树脂为主要成分的粘结剂，其可利用光照射使粘结剂快速固化而达到将铸造砂粘结的目的。在一些具体实施例中，光固化粘结剂的重量份数可为5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份等。
本申请所述光敏树脂，俗称紫外线固化无影胶或UV树脂，经紫外线照射后，可以将石英砂粉等铸造砂粘结固化。在一些具体实施例中，所述光固化粘结剂中光敏树脂的质量百分数为90%~99.5%，余量为第一助剂；第一助剂可起到提高光固化粘结剂稳定性和充当溶剂等作用，有助于铸造砂和光固化粘结剂混合后形成均一的混合体系。
本申请将光敏树脂加入到铸造砂中，从而制得一种用于3D打印砂型制品用的光固化砂型原料，具体为一种光固化砂型浆料。在一些具体实施例中，所述3D打印砂型制品材料中可根据实际需要适应性地加入第二助剂，如可加入分散剂，起到提高光固化砂型浆料（即3D打印砂型制品材料）的流平性，便于具体使用过程中在打印平台上的铺平和展延；或者还可以加入离子着色剂，增加颜色，满足实际打印产品的需要；或者还可加入增塑剂，起到增加固化后3D打印砂型成型制品的强度等。
本申请控制铸造砂和光固化粘结剂的重量份数比为（80~95）:（5~20）的作用是通过适宜配比的铸造砂和光固化粘结剂配合使用，得到一种用于3D打印砂型制品用的光固化砂型原料，具体为一种光固化砂型浆料；应用于制备砂型制品3D打印时，可快速成型，显著提高3D打印砂型制品的效率。若光固化粘结剂的用量过多（或铸造砂的用量过少）所带来的不利影响是降低了工件耐高温特性和抗压强度，同时增大了排气量，不利于铸造行业使用；若光固化粘结剂的用量过少（或铸造砂的用量过多）所带来的不利影响是不利于快速照射成型且降低工件抗压强度，甚至层与层之间出现脱离，工件报废。
作为本申请实施例的一种实施方式，所述铸造砂和所述光固化粘结剂的重量比为25:2。
申请人通过研究发现，控制所述铸造砂和所述光固化粘结剂的重量比为25:2（即两者比值为12.5）时，有利于成品的打印速度及工件的抗压强度。
作为本申请实施例的一种实施方式，所述光敏树脂包括环氧丙烯酸酯树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂和多硫醇/多烯光固化树脂中的至少一种。
本申请所述环氧丙烯酸酯树脂(epoxy acrylate, EA)又称乙烯基酯树脂，可按照现有报道的通过将环氧树脂和丙烯酸或甲基丙烯酸经过酯化反应而制得；或者可直接采用市售产品。
本申请所述不饱和聚酯树脂是由不饱和二元酸与二元醇或者饱和二元酸与不饱二元醇缩聚而成的具有酯键和不饱和双键的线型高分子化合物。可按照现有报道通过聚酯化缩聚反应制得，聚酯化缩聚反应通常是在190～220℃进行，直至达到预期的酸值（或粘度），在聚酯化缩聚反应结束后，趁热加入一定量的乙烯基单体，配成粘稠的液体，这样的聚合物溶液称之为不饱和聚酯树脂；或者可直接采用市售产品。
本申请所述聚氨酯树脂全名为聚氨基甲酸酯，其主要制备原料包括二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）、甲苯二异氰酸酯（TDI）、聚丙二醇（PPG），可按照现有报道的制备方法制得。或者可直接采用市售产品。
本申请所述多硫醇/多烯光固化树脂是指以多烯化合物和多硫醇化合物作为主要成分组成的多硫醇/多烯光固化树脂体系；所述多烯化合物和多硫醇化合物均可采用市售产品。
作为本申请实施例的一种实施方式，所述铸造砂的粒径为10微米~300微米。
本申请选用粒径为10微米~300微米的铸造砂，进一步有利于成品工件的成型精度及打印速度；若铸造砂的粒径过小（小于10微米）所带来的不利影响是降低打印速度，及工件坚固度；若铸造砂的粒径过大（大于300微米）所带来的不利影响是降低成型精度，表面粗糙。优选地，所述铸造砂的粒径为10微米~200微米。
作为本申请实施例的一种实施方式，以重量份数计，所述3D打印砂型制品材料还包括：分散剂0.05~0.3份、离子着色剂3~5份和增塑剂0.1~10份；所述光固化粘结剂中还包括：第一助剂。
在一些具体实施例中，分散剂的重量份数可为0.05份、0.08份、0.10份、0.12份、0.14份、0.16份、0.18份、0.20份、0.22份、0.24份、0.26份、0.28份、0.30份等。
在一些具体实施例中，离子着色剂的重量份数可为3份、4份、5份等。
在一些具体实施例中，增塑剂的重量份数可为0.1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份、10份等。
在一些具体实施例中，所述光固化粘结剂是由光敏树脂和第一助剂组成；其中，光敏树脂的质量百分数为90%~99.5%。
作为本申请实施例的一种实施方式，所述铸造砂包括石英砂、陶粒砂、宝珠砂、铬铁矿砂、锆英石砂、石灰石砂、刚玉砂、镁砂和橄榄石砂中的至少一种；
所述第一助剂包括流平剂BYK-056（帮助粘接剂于沙石均匀融合）、邻羟基苯甲酸苯酯（紫外线吸收剂）、聚乙烯蜡（增塑润滑）、酞箐染料（上色）、叔丁基苯醌（稳定抗氧化）、分散剂DP983（帮助粘接剂于沙石均匀融合）、德谦431（帮助粘接剂于沙石均匀融合）、有机硅表面助剂流平剂BYK333、染色剂F2090（上色）、紫外吸收剂TINUVIN 400、氧化铝、氮化硅和碳化硅（提高成品工件的耐温性）中的至少一种；
所述分散剂为六偏磷酸钠或柠檬酸；
所述离子着色剂包括铁化合物、锰化合物、钴化合物、镍化合物、铜化合物、铬化合物和钒化合物中的至少一种；
所述增塑剂为聚乙二醇。
在一些具体的实施例中，本申请所述铸造砂优选为石英砂；所述第一助剂优选为紫外吸收剂TINUVIN 400、氮化硅；增塑剂优选为聚乙二醇-400、聚乙二醇-600、聚乙二醇-800中一种或几种混合物。
第二方面，基于一个总的发明构思，本申请提供了一种面曝光的3D打印砂型的方法，与现有市售产品如连续喷墨型和激光点扫描型设备，再打印效率上大大提高，并且设备的制造和使用成本也大幅度降低，更利于大范围推广使用。如图1所示，所述方法包括以下步骤：
S1、得到第一方面所述的3D打印砂型制品材料；
S2、将所述3D打印砂型制品材料加入至3D打印机中，后在打印平台上涂敷一层所述3D打印砂型制品材料，根据待打印预设砂型制品样式，按照当前层砂型制品的截面形状，在指定区域采用紫外线照射，完成砂型制品底层打印；
S3、根据待打印预设砂型制品样式，打印平台下移一个层厚，在已打印的3D打印砂型制品层面上涂敷一层所述3D打印砂型制品材料；
S4、按照当前层砂型制品的截面形状，在指定区域采用紫外线照射，完成砂型制品单层打印；
S5、重复步骤S3和S4，层层打印，得到成型的砂型制品。
本申请提供了一种3D打印砂型的方法，该方法采用第一方法所述的3D打印砂型制品材料作为砂型原料，方法简单容易操作；采用紫外线光照，使得光固化砂型原料快速成型，大幅提升了3D打印砂型制品的成型速度和打印效率。同时，成型光机（即起到紫外线光照作用的紫外线光机）可以设置在远离砂浆的位置，并进一步可设置保护玻璃（让紫外线光依然可透过玻璃进行光照成型），没有喷墨头堵头等风险，可以大幅降低3D打印整机的造价和维护成本（相较于现有技术，设备使用维护成本降低约1/3）。
相较于现有3D打印砂型制品的工艺，本申请提供的打印方法至少具有下述优点：
相较于现有3D打印砂型制品工艺一喷墨式，本申请提供的打印方法摒弃了易损件喷墨头，该喷头价格昂贵且极易堵塞损坏，本申请直接采用紫外线投影光机照射成型，由于无需纵向移动喷头，而是直接投影照射成型，大幅缩短了单层打印时间，提高效率，降低使用成本。
相较于现有3D打印砂型制品工艺二-激光扫描熔融，该方式打印幅面较小且速度最慢，本申请提供的打印方法，在成型尺寸上可无限扩大，满足市场需求，打印速度更是10倍以上。
在一些具体实施例中，得到第一方面所述的3D打印砂型制品材料的方法可通过以下方法制得：将3D打印砂型制品材料中的各组分原料加入密闭的罐体内搅拌，得到光固化砂型浆料（即为3D打印砂型制品材料）。
作为本申请实施例的一种实施方式，所述紫外线的照射波长为365nm~405nm。
相较于常规的激光烧结，采用紫外线光机的能耗低，可大幅降低能耗，并无有害气体排放，设备整机耗电极低整机功率不超过2KW，相对于现有人工或半自动翻砂（大量酚醛排放），将污染源降至最低，使劳动密集集型的铸造厂，升级为智能化流水线作业成为可能。
作为本申请实施例的一种实施方式，所述方法还包括成型砂型制品的后处理步骤；所述后处理步骤包括：将得到的成型砂型制品置于可见光下照射或采用紫外灯照射。
本申请将将成型砂型制品取出后置于阳光下照射，或采用紫外固化灯照射，可使制品更加坚固耐用。
第三方面，本申请提供了一种装置，用以实现第二方面任一项所述的3D打印砂型的方法，如图2所示，所述装置包括可升降的打印平台5；
所述可升降的打印平台5上设置有涂敷机构2和紫外线光机固定架3，所述涂敷机构2上设置有接料口1，所述紫外线光机固定架3上设置有紫外线光机4。
在一些具体实施例中，所述可升降的打印平台上还设置有余料槽6。在具体使用时，紫外线光机4由螺丝固定在紫外线光机固定架3上。将搅拌好的第一方面所述的3D打印砂型制品材料按需求量加至接料口1，由接料口1下方的涂敷机构2将3D打印砂型制品材料均匀涂敷在可升降的打印平台上5，余料落入余料槽6，根据设计样式由紫外线光机4（具体为DLP光机）发射365-405nm波长的紫外光进行选择性照射图形后，单层打印完毕。可升降的打印平台5根据设计样式下降一个层厚的距离，如此往复完成整个砂型的打印，未被紫外线照射到的3D打印砂型制品材料清理回收后，便可得到3d实体砂型。
需要说明的是，本申请实施例提供的用以实现第二方面任一项所述的3D打印砂型的方法装置，若无特殊的说明或限定，其各部件具体的连接方式和工作方式均可按照现有现有3D打印砂型制品的设备按照本领域的常规方式进行连接和工作，且适应性地相应增加的现有已公开的结构部件，本申请文件不再一一赘述。
下面结合具体的实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。
实施例1
本实施例提供一种3D打印砂型制品材料，以重量份数计（单位为kg），所述3D打印砂型制品材料包括以下组分：
铸造砂80份、光固化粘结剂17份、分散剂1份和增塑剂1份；
所述光固化粘结剂是由质量百分数为90%的光敏树脂以及质量分数为10%的第一助剂流平剂BYK-056；
其中，所述铸造砂具体为石英砂，其粒径为50微米；光敏树脂具体为丙烯酸酯化环氧树脂；分散剂具体为六偏磷酸钠；增塑剂具体为聚乙二醇-600。
本实施例将上述3D打印砂型制品材料应用于尺寸为800mm*500mm满版幅面的砂型制品打印，具体采用如图2所示的装置，包括以下步骤：
将3D打印砂型制品材料中的各组分原料加入密闭的罐体内搅拌，得到光固化砂型浆料（即为3D打印砂型制品材料）；其中，罐体内搅拌速度为300 rpm，搅拌时间为40 min；
将搅拌好的3D打印砂型制品材料按需求量加至接料口1，由接料口1下方的涂敷机构2将3D打印砂型制品材料均匀涂敷在可升降的打印平台上5，余料落入余料槽6，根据设计样式由紫外线光机4（具体为DLP光机）发射365-405nm波长的紫外光进行选择性照射图形后，单层打印完毕。可升降的打印平台5根据设计样式下降一个层厚的距离，如此往复，层层打印，完成整个砂型的打印，未被紫外线照射到的3D打印砂型制品材料清理回收后，便可得到3D实体砂型。
本实施例以800mm*500mm满版幅面计算单层打印时间为7s；将所得的3D实体砂型进行紫外固化灯照射后，其抗压强度为11Mpa；其中，强度测试方法是采用智能压力机测试。
实施例2-6考察铸造砂和光固化粘结剂的用量配比对3D打印砂型制品的影响。
在实施例1的基础上，实施例2-6仅调整铸造砂和光固化粘结剂的用量配比（其余步骤及参数与实施例1均相同），实施例2-6中冷冻处理的具体铸造砂和光固化粘结剂的用量配比如表1所示，应用于尺寸为800mm*500mm满版幅面的砂型制品打印时计算单层打印时间结果及3D实体砂型的强度结果如表2所示；其中，Y值代表铸造砂的重量份数和光固化粘结剂的重量份数的比值。
表1
表2
对比例1
本例提供一种现有3D打印砂型制品的方法，应用于尺寸为800mm*500mm满版幅面的砂型制品打印，具体过程包括：将石英砂与预固剂混合后送入设备，采用铺砂装置将原料平铺至打印平台，喷墨头纵向移动的同时选择性的喷射酚醛树脂，后经高温红外线灯照射，使得酚醛树脂与固化剂和石英砂牢固粘接，平台下移一个层厚，如此往复最终的到设计工件。
本对比例以800mm*500mm满版幅面计算单层打印时间为20s。
对比例2
本例提供一种现有3D打印砂型制品的方法，应用于尺寸为800mm*500mm满版幅面的砂型制品打印，具体过程包括：直接将沙石原料平铺至打印平台，采用高功率激光及激光扫描振镜配合，选择性的照射熔融沙石，打印平台下移一个层厚，如此往复最终得到设计工件。
本对比例以800mm*500mm满版幅面计算单层打印时间为300s。
综上所述，本申请提供了一种3D打印砂型制品材料及3D打印砂型的方法和装置，显著提高3D打印砂型制品的效率，具有快速成型、打印效率高、打印成本低和无污染等特点，有效解决了现有3D打印砂型制品技术中存在的成型时间长和打印效率低等技术问题。
本申请的各种实施例可以以一个范围的形式存在；应当理解，以一范围形式的描述仅仅是因为方便及简洁，不应理解为对本申请范围的硬性限制；因此，应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如，应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围，例如从1到3，从1到4，从1到5，从2到4，从2到6，从3到6等，以及所述范围内的单一数字，例如1、2、3、4、5及6，此不管范围为何皆适用。另外，每当在本文中指出数值范围，是指包括所指范围内的任何引用的数字(分数或整数)。
在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”具体为附图中的图面方向。另外，在本申请说明书的描述中，术语“包括”“包含”等是指“包括但不限于”。在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本文中，“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。在本文中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“至少一种”、“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项（个）或复数项（个）的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项（个）”，或，“a,b,和c中的至少一项（个）”，均可以表示：a,b,c,a-b（即a和b）,a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种3D打印砂型制品材料，其特征在于，以重量份数计，所述3D打印砂型制品材料包括以下组分：
铸造砂80~95份和光固化粘结剂5~20份；
所述光固化粘结剂包括质量百分数为90%~99.5%的光敏树脂；
所述铸造砂和所述光固化粘结剂的重量比为25:2。
2.根据权利要求1所述的3D打印砂型制品材料，其特征在于，所述光敏树脂包括环氧丙烯酸酯树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂和多硫醇/多烯光固化树脂中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的3D打印砂型制品材料，其特征在于，所述铸造砂的粒径为10微米~300微米。
4.根据权利要求1~3任一项所述的3D打印砂型制品材料，其特征在于，以重量份数计，所述3D打印砂型制品材料还包括：分散剂0.05~0.3份、离子着色剂3~5份和增塑剂0.1~10份；所述光固化粘结剂中还包括：第一助剂。
5.根据权利要求4所述的3D打印砂型制品材料，其特征在于，所述铸造砂包括石英砂、陶粒砂、宝珠砂、铬铁矿砂、锆英石砂、石灰石砂、刚玉砂、镁砂和橄榄石砂中的至少一种；
所述第一助剂包括流平剂BYK-056、邻羟基苯甲酸苯酯、聚乙烯蜡、酞箐染料、叔丁基苯醌、分散剂DP983、德谦431、有机硅表面助剂流平剂BYK333、染色剂F2090、紫外吸收剂TINUVIN 400、氧化铝、氮化硅和碳化硅中的至少一种；
所述分散剂为六偏磷酸钠或柠檬酸；
所述离子着色剂包括铁化合物、锰化合物、钴化合物、镍化合物、铜化合物、铬化合物和钒化合物中的至少一种；
所述增塑剂为聚乙二醇。
6.一种3D打印砂型的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、得到权利要求1~5任一项所述的3D打印砂型制品材料；
S2、将所述3D打印砂型制品材料加入至3D打印机中，后在打印平台上涂敷一层所述3D打印砂型制品材料，根据待打印预设砂型制品样式，按照当前层砂型制品的截面形状，在指定区域采用紫外线照射，完成砂型制品底层打印；
S3、根据待打印预设砂型制品样式，打印平台下移一个层厚，在已打印的3D打印砂型制品层面上涂敷一层所述3D打印砂型制品材料；
S4、按照当前层砂型制品的截面形状，在指定区域采用紫外线照射，完成砂型制品单层打印；
S5、重复步骤S3和S4，层层打印，得到成型的砂型制品。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述紫外线的照射波长为365nm~405nm。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括成型砂型制品的后处理步骤；所述后处理步骤包括：将得到的成型砂型制品置于可见光下照射或采用紫外灯照射。
9.一种装置，用以实现权利要求6~8任一项所述的3D打印砂型的方法，其特征在于，所述装置包括可升降的打印平台；
所述可升降的打印平台上设置有涂敷机构和紫外线光机固定架，所述涂敷机构上设置有接料口，所述紫外线光机固定架上设置有紫外线光机。
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