CN215998581U - 一种基于3d打印多合金复杂零件无排放铸造装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于3D打印多合金复杂零件无排放的铸造装置，包括：模具装置，用于3D打印模具的支撑平台，所述模具装置上设置V法铸造打印腔体，V法铸造打印腔体的两侧设置抽气孔；温度传感器，设置于模具装置内部用于检测模具装置内部温度；集气系统，通过集气管路与抽气孔连接，用于收集对V法铸造打印腔体内部的气体；抽气泵系统，通过抽气管道与集气系统连接，并将集气系统内收集的气体输送给收集装置；控制器，接收温度传感器的检测信号并对抽气泵系统进行控制；温度传感器的输出端通过A/D转换器与控制器连接，控制器的输出端连接抽气泵系统。本实用新型对模具装置内的气体进行单向抽取置入收集装置，达到无污染排放、绿色环保的目的。

Description

一种基于3D打印多合金复杂零件无排放铸造装置

技术领域

本实用新型涉及快速成型制造技术领域，具体涉及一种基于3D打印多合金复杂零件无排放铸造装置。

背景技术

V法铸造是继承机械成型和化学成型之后的新一代铸造方法。常规的V法铸造存在着其一环境污染问题(气体排放和粉尘问题)；其二模具的开发周期长，对于复杂模具的生产十分有限；其三耗能较大；其四，质量和生产效率较低；其五适应的金属材料较少等问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，公开了一种基于3D打印多合金复杂零件无排放铸造装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于3D打印多合金复杂零件无排放的铸造装置，包括：

模具装置1，用于3D打印模具的支撑平台，所述模具装置上设置V法铸造打印腔体，所述V法铸造打印腔体的两侧设置抽气孔；

温度传感器，设置于模具装置内部用于检测模具装置内部温度；

集气系统，通过集气管路与抽气孔连接，用于收集对V法铸造打印腔体内部的气体；

抽气泵系统，通过抽气管道与集气系统连接，并将集气系统内收集的气体输送给收集装置；

控制器，接收温度传感器的检测信号并对抽气泵系统进行控制；

所述温度传感器的输出端通过A/D转换器与控制器连接，所述控制器的输出端连接抽气泵系统。

作为本实用新型的进一步技术方案为，所述抽气管道上设置电磁换向阀。

作为本实用新型的进一步技术方案为，所述抽气管道上设置单向阀，所述单向阀为集气系统流向抽气泵系统方向导通。

作为本实用新型的进一步技术方案为，所述抽气孔与集气管路连接处设置密封圈。

作为本实用新型的进一步技术方案为，所述抽气孔至少设置两组，布设于模具装置的V法铸造打印腔体两侧。

作为本实用新型的进一步技术方案为，所述模具装置还设置砂箱，所述砂箱内设置宝珠砂。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

本实用新型提供的一种基于3D打印多合金复杂零件无排放的铸造装置，通过3D打印技术打印任意复杂模具，结合V法铸造对零件进行铸造加工；成型过程中利用温度传感器实现对电磁换向阀、抽气泵系统的控制，对模具装置进行抽真空实现V法铸造；同时，对模具装置内的气体进行单向抽取置入收集装置，以达到无污染排放、绿色环保的目的。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种基于3D打印多合金复杂零件无排放的铸造装置结构图

附图标记说明：

1-模具装置，2-温度感应器，3-集气系统，4-集气管道，5-抽气泵系统，6-抽气管道，7-收集装置，8-控制器，9-电磁换向阀，10-单向阀，11-抽气孔。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。

参见图1，一种基于3D打印多合金复杂零件无排放的铸造装置，包括：

模具装置1，用于3D打印模具的支撑平台，所述模具装置上设置V法铸造打印腔体，所述V法铸造打印腔体的两侧设置抽气孔11；

温度传感器2，设置于模具装置1内部用于检测模具装置内部温度；

集气系统3，通过集气管路4与抽气孔连接，用于收集对V法铸造打印腔体内部的气体；

抽气泵系统5，通过抽气管道6与集气系统3连接，并将集气系统3内收集的气体输送给收集装置7；

控制器8，接收温度传感器2的检测信号并对抽气泵系统5进行控制；

所述温度传感器2的输出端通过A/D转换器与控制器8连接，所述控制器8的输出端连接抽气泵系统5。

其中，抽气管道6上设置电磁换向阀9，抽气管道6上设置单向阀10，所述单向阀12为集气系统流向抽气泵系统方向导通。

本实用新型实施例中，电磁换向阀9接受到温度感应器2的信号后可以做出反应来进行开合处理，单向阀10防止在抽气过程中气体回流造成污染，所述抽气泵系统5接受到信号后把气体抽入收集装置7。

本实用新型实施例中，浇注时，采用一个温度感应器和多个组合阀利用抽真空装置把浇注产生大量气体全部抽集起来，达到无排放。通过温度传感器对模具装置内的温度进行检测，当温度达到设定值时，控制器对电磁换向阀及抽气泵系统进行控制，启动抽气泵系统，并打开电磁换向阀通过集气装置对模具装置抽气并储存在收集装置内。

采用铸型3D打印技术快速开发任意复杂零件的型芯和模具部件。减少加工余量，提高铸件的复杂程度。通过利用三维软件的对产品的建模以及型芯的设计，采用3D打印技术对模具的各种部件进行开发，提高模具的制造的精度。

为了防止模具装置内的气体泄露，在抽气孔与集气管路连接处设置密封圈，对抽气孔进行密封，防止气体泄露造成空气污染。

本实用新型实施例中，抽气孔可根据需要设置多个，本实施例中，抽气孔至少设置两组，布设于模具装置的V法铸造打印腔体两侧。

本方法采用宝珠沙V铸造工艺，无污染排放，绿色环保。旧砂再生简易方便，通过抽真空，直接把EVA气化吸收，达到无固体废弃物等污染物排放；同时，采用复杂的抽气装置无浇注气体向大气中散发，达到无排放标准。

本方法模具制造周期缩短原来1/3倍、灵活性高。砂型与砂芯一体化制造及可制造出任意复杂形状，产铸件的尺寸精度高，破裂及表面缺陷少质量比较可靠。宝珠砂具有较好的流动性。从而进行降低振型的耗能和粉尘的排放，节约能源，无粉尘污染。适用于多合金作为铸造材料，如：铝合金、钛合金、不锈钢等。

本实用新型通过其通过3D打印技术打印任意复杂模具，结合V法铸造对零件进行铸造加工。实现了复杂零件的加工过程，具有绿色、无污染排放，加工精度高等优点。实际使用时，通过3D打印技术打印出需要的模型，将模型置入模具装置中，用加热的EVA塑料薄膜对模型进行覆膜，此时温度传感器检测温度变化开始作用，启动抽气泵系统和电磁换向阀，开始对模具装置进行抽气，使覆膜紧贴模型，并把气体抽入收集装置中，然后模具装置的砂箱进行加砂并振实，盖膜、起膜后合箱浇注，浇注完成后停止抽气进行开箱，冷却凝固后内压差消失，砂型自行溃散，同时无需震动宝珠沙在收尘装置作用下再次循环利用，并取出铸件。

本实施例中，温度感应器在模具装置上，控制多个组合阀(换向阀和单向阀)、再通过抽真空装置把浇注产生大量气体全部抽集起来，当温度大于60℃以上时，组合阀中的换向阀开始打开用初始状态转化为模具系统向气罐装置通道，在抽气装置的作用下，气体进入气罐中，同时，气管中间连接一个单向阀，防止气体的回流，无浇注气体向大气中散发，达到气体无排放标准，绿色环保。

本实施例中，模具装置还设置砂箱，所述砂箱内设置宝珠砂。模具装置采用V法铸造工艺，适用于多合金作为铸造材料，如：铸铁、铝合金、钛合金等。模具装置内的模具为宝珠砂材料。宝珠砂规格为30-140目，其主要化学成分：AL₂O₃≥75％，Fe₂O₃≤5％，TiO₂：2.5～3.5％；SiO₂：8～12％；粒形：球形；密度(堆集密度)：1.95－2.05(g/cm3)；有耐火度高＞1800℃，角形系数小(＜1.06，近似球状)，强度高，不破碎，无毒等特点。相对传统V法铸造干沙而言：其一，宝珠砂在精密铸造工艺，旧砂再生简易方便，通过抽真空，直接把EVA气化吸收，达到无固体废弃物等污染物排放，在获取经济效益的同时，具有明显的绿色环保效益，是一种可持续发展的铸造技术；其二，具有较好的流动性，从而进行降低振型的耗能和粉尘的排放；其三，由于热膨胀率低，所以生产铸件的尺寸精度高，破裂及表面缺陷少，铸件成品率高。铸件尺寸精度可以达到CT7～CT6级，表面粗糙度达到Ra12.5以上。可以极大提高砂型铸造铸件质量；来提高铸件精度；其四，耐火性好：宝珠砂主要成分是氧化铝，所以耐火性很好。耐火度大于1850℃能适用于铸造各种金属及合金。

本实用新型可采用sls型号的的3D打印机，对酚醛树脂制芯材料进行打印。结合V法铸造工艺和3D打印技术工艺对多合金复杂零件的一种铸造装置。其特点包括：一适用多合金材料作为铸造材料；二采用铸造3D打印工艺快速开发任意复杂零件的模具；三采用宝珠沙V法铸造工艺；可以同时铸造单件、多件；四采用消失模工艺应用于V法铸造工艺；五采用温度感应器和组合阀控制抽气装置，全部抽出浇注气体。相对于常规的铸造而言：其一，气体无排放，达到绿色环保的要求；其二，开发制造模具的时间短，解决了产品开发，缩短原来的1/3，效率高；其三，铸件破裂和表面缺陷少，提高铸件的质量和降低了耗能；其四，传统铸造工艺无法产出复杂模具，3D打印工艺可以快速开发任意复杂零件的模具。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种基于3D打印多合金复杂零件无排放铸造装置，其特征在于，包括：

模具装置，用于3D打印模具的支撑平台，所述模具装置上设置V法铸造打印腔体，所述V法铸造打印腔体的两侧设置抽气孔；

温度传感器，设置于模具装置内部用于检测模具装置内部温度；

集气系统，通过集气管路与抽气孔连接，用于收集对V法铸造打印腔体内部的气体；

抽气泵系统，通过抽气管道与集气系统连接，并将集气系统内收集的气体输送给收集装置；

控制器，接收温度传感器的检测信号并对抽气泵系统进行控制；

所述温度传感器的输出端通过A/D转换器与控制器连接，所述控制器的输出端连接抽气泵系统。

2.根据权利要求1所述的一种基于3D打印多合金复杂零件无排放铸造装置，其特征在于，所述抽气管道上设置电磁换向阀。

3.根据权利要求1所述的一种基于3D打印多合金复杂零件无排放铸造装置，其特征在于，所述抽气管道上设置单向阀，所述单向阀为集气系统流向抽气泵系统方向导通。

4.根据权利要求1所述的一种基于3D打印多合金复杂零件无排放铸造装置，其特征在于，所述抽气孔与集气管路连接处设置密封圈。

5.根据权利要求1所述的一种基于3D打印多合金复杂零件无排放铸造装置，其特征在于，所述抽气孔至少设置两组，布设于模具装置的V法铸造打印腔体两侧。

6.根据权利要求1所述的一种基于3D打印多合金复杂零件无排放铸造装置，其特征在于，所述模具装置还设置砂箱，所述砂箱内设置宝珠砂。

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