技術領域

本發明屬于鑄造技術領域，尤其涉及一種無模鑄型快速制造方法。

背景技術

目前的快速樣機生產技術大多都基于分層制造技術，分層制造技術是將被加工對象分解為多個平行的薄層，加工過程中，通過逐層成形這些薄層并疊加，而完成制造。這一過程往往要借助于計算機技術來實現。

現有的用分層制造技術快速制作鑄造砂型（包括砂型和砂芯，以下統稱鑄型）的常用方法主要有以下兩種：

一種是用激光對覆膜砂進行選擇性燒結，先在工作臺上鋪一層覆膜砂，并加熱至略低于覆膜砂熔點溫度，然后激光束按照截面形狀進行掃描，被掃描的部分材料熔化、粘接成形，一層完成成形后，工作臺下降一個層高，再進行下一層的鋪料和燒結，直至最終逐層堆疊固化成鑄型。這種方法的主要缺點是制成的砂型變形量大，影響鑄型和型芯的裝配，鑄件尺寸精度受影響。

另一種是對覆有固化劑的型砂進行選擇性噴覆樹脂，先在工作臺上鋪一層覆有固化劑的型砂，然后由計算機控制精確地噴射樹脂，兩者發生膠聯反應，一層層固化型砂而堆積鑄型。這種方法的主要缺點是砂型樹脂含量高，隨后的鑄造過程中鑄造缺陷發生率高。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種無模鑄型快速制造方法，能夠減少制成的鑄型變形量，提高鑄型和型芯的裝配質量，提高鑄件尺寸精度；同時降低了樹脂的使用量，進而避免鑄型發氣量大的不足。

為了實現上述發明目的，本發明采用以下所述技術方案：??

一種無模鑄型快速制造方法，采用計算機控制無模砂型制造設備中有關鋪粉系統，先在工作臺上鋪一層酚醛樹脂覆膜砂，接著計算機將內存的砂型該層截面的輪廓數據信息指令，驅動設備的噴射系統噴射溶劑無水乙醇，被噴射溶劑無水乙醇的酚醛樹脂覆膜砂溶化、粘接成形，干燥，完成第一層成形后，工作臺下降一個層高，再進行第二層的鋪粉、噴射溶劑無水乙醇，被噴射溶劑無水乙醇的酚醛樹脂覆膜砂溶化、粘接成形，重復上述步驟，直至最終逐層堆疊固化成鑄型實體，去除沒有固化成形的余砂，并經進一步烘干固化，獲得高強度的鑄型；具體步驟如下：

步驟1：鋪底砂，首先清理工作臺邊框及工作臺板上的浮砂，再將可移動工作臺板下移5mm，用鋪粉輥鋪底層覆膜砂粉；

步驟2：鋪第1薄層覆膜砂，工作臺板下移0.2~2mm?，用鋪粉輥鋪第1層覆膜砂粉，即砂層厚度0.2~2mm；

步驟3：在鑄型區域噴溶劑無水乙醇，由噴溶劑噴頭按照鑄型該層截面的輪廓數據信息指令向鑄型區域噴射溶劑無水乙醇，被噴射的部分酚醛樹脂覆膜砂溶化、粘接成形，獲得具有一定初始強度的第1層砂芯；

步驟4：干燥，通過烘干裝置將噴溶劑的砂層在50~60℃條件下干燥，進一步提高其初始強度；?

步驟5：重復步驟2至步驟4，再進行下一層的鋪粉、噴溶劑和干燥，直至最終逐層堆疊固化成鑄型實體砂芯；

步驟6：將未經噴溶劑的余砂去除；

步驟7：將初步粘結形成的鑄型砂芯放在鑄型轉運容器中，充填支撐材料，支撐材料選用玻璃微珠或干砂；?

步驟8：將鑄型轉運容器、鑄型砂芯和充填支撐材料整體放入烘干箱中加熱烘干固化，固化溫度為200~220?℃；

步驟9：冷卻后取出制成的鑄型砂芯。

一種無模鑄型快速制造方法，鑄型所用砂粉為酚醛樹脂覆膜砂，即表面覆有固體酚醛樹脂粘結劑的鑄造型砂。

一種無模鑄型快速制造方法，所述的干燥裝置，采用電加熱干燥。

一種無模鑄型快速制造方法，所述最終加熱固化采用烘干箱進行烘干固化。

一種無模鑄型快速制造方法，所述噴射系統噴射所用的溶劑為無水乙醇，乙醇質量分數≥99.7%，水分的質量分數≤0.3%。

一種無模鑄型快速制造方法，所述制作的鑄型要在烘干箱中進行最終加熱固化，其工作溫度為200~220℃。

一種無模鑄型快速制造方法，所述制造酚醛樹脂覆膜砂所用的原砂，為石英砂或陶粒砂、鉻鐵礦砂和橄欖石砂，粒度為70/140目。

由于采用以上所述的技術方案，本發明可達到以下有益效果：

一種無模鑄型快速制造新方法，是先用作為溶劑的無水乙醇使得酚醛樹脂覆膜砂粉濕潤、樹脂溶解，干燥后形成初始強度，可直接應用或經再次固化形成最終更高強度，初始固化不加熱，減小砂芯的變形；同時降低了樹脂的使用量，進而避免鑄型發氣量大的不足。使用的溶劑成本低，綠色環保，節約能源。具有可推廣的價值，其有益效果如下：

1、本方法初始固化不加熱，砂芯的變形比較小。