一种3D打印砂芯排气的方法技术

本发明专利技术涉及铸造业的增材制造，尤其涉及3D打印砂芯的排气，提供一种3D打印砂芯排气的方法,在3D打印砂芯打印之前，根据砂芯结构设计的所述3D打印砂芯包括砂芯主体和砂芯突出结构并在所述砂芯主体、所述砂芯突出结构上分别设置出气孔和出气腔；将所述砂芯主体、所述砂芯突出结构进行3D打印；清理所述出气孔和所述出气腔中的散砂；浇注时，所述3D打印砂芯中的所述出气腔和所述出气孔相连通；有效实现了3D打印砂芯在浇注过程中气体的有效排除；位置准确，出气顺畅，发气量小，避免呛火缺陷的产生。避免呛火缺陷的产生。避免呛火缺陷的产生。

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印砂芯排气的方法


[0001]本专利技术涉及铸造业的增材制造，尤其涉及3D打印砂芯的排气。

技术介绍

[0002]树脂砂铸造生产，由于采用树脂和固化剂使型砂保证强度，当高温铁水浇注到型腔内部时，会使铸型内产生大量的气体。此气体必须如果不能及时排出，会使铸件产生呛火或气孔缺陷，导致铸件质量不良甚至报报废。3D打印砂芯是砂型3D打印技术的具体利用，通过逐层布设铸造用砂粒和粘结剂，在需要形成砂型轮廓的位置有粘结剂，不需要形成轮廓的位置无粘结剂，完成打印完成硬化后，获得所需三维空间的砂型。使用3D打印砂型生产铸件，为了获得良好的尺寸精度和表面尺寸度，打印所用的砂粒较细，粘结剂较多，在浇注过程中产生较多的气体，更加需要强化砂芯排气。一般采用在砂芯上设计设置镂空的出气孔，此出气孔在打印砂粒未固化连接，需要后期进一步的操作设置，在打印完成后进行风洗清砂，后施涂涂料，此方法生产效率低，清砂难度大，清砂易遗漏，不易稳定控制。施涂时，涂料易进入出气孔将其封堵后不能起到排气作用。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是根据3D打印砂芯结构，采用一种连接式的砂芯出气的结构，可以保证出气质量和效果，实现砂芯气体的顺畅和及时排出的要求，从而解决3D打印砂芯排气的问题以解决3D打印砂芯排气不畅导致的呛火风险，达到提高产品质量的目的。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0005]本专利技术提供一种3D打印砂芯排气的方法，具体内容如下：
[0006]一种3D打印砂芯排气的方法，包括：
[0007]三维设计：在3D打印砂芯打印之前，根据砂芯结构设计的所述3D打印砂芯包括砂芯主体和砂芯突出结构并在所述砂芯主体、所述砂芯突出结构上分别设置出气孔和出气腔；
[0008]打印：将所述砂芯主体、所述砂芯突出结构进行3D打印；
[0009]清砂：清理所述出气孔和所述出气腔中的散砂；
[0010]浇注时，所述3D打印砂芯中的所述出气腔和所述出气孔相连通。
[0011]在其中一个实施例中，分芯时，在所述砂芯主体上分出细颈连接芯，所述细颈连接芯将所述砂芯突出结构和所述砂芯主体相断开。
[0012]在其中一个实施李忠，在所述3D打印砂芯上设置出气通道，所述出气通道轴线方向上贯穿所述细颈连接芯且所述出气通道将所述出气腔和所述出气孔相连通。
[0013]在其中一个实施例中，所述砂芯主体、所述砂芯突出结构和所述细颈连接芯可以进行整体打印或分别打印；分别打印时，清砂后还包括组芯。
[0014]在其中一个实施例中，所述出气孔靠近所述细颈连接芯的一侧末端距离所述细颈连接芯的顶面40mm
‑
60mm。
[0015]在其中一个实施例中，将所述出气孔与所述细颈连接芯同轴心设置。
[0016]在其中一个实施例中，所述出气孔中的散砂通过风洗或机械方法进行清理。
[0017]在其中一个实施例中，所述出气通道的散砂采用钢针和风洗的方法进行清理，清理时，所述钢针外壁与所述出气通道的侧壁相贴合。
[0018]在其中一个实施例中，利用所述钢针和风洗方法清除所述出气腔中的散砂并将所述钢针保留在所述出气通道。
[0019]在其中一个实施例中，根据所述3D打印砂芯的厚度和浇注液的温度设计设计所述出气腔与铸件浇注液之间的距离。
[0020]在其中一个实施例中，所述出气腔距离所述铸件浇注液的距离为40mm
‑
100mm。
[0021]通过本专利技术，产生如下有益效果：本专利技术方法采用预先设计成型的出气结构，并利用钢针清砂减轻砂芯内部重量，有效实现了3D打印砂芯在浇注过程中气体的有效排除。在砂芯打印完成后，先插入钢针清理砂芯内部散砂，后清理砂芯四周散砂，清砂效果好，减轻砂芯重量，减少砂芯断裂；钢针较细小，钢针细小保留在砂芯薄弱位置增加强度的方法实现，最大程度保证原始薄弱砂芯的强度不被大幅破坏，同时钢针保留在出气结构的内部，增加薄弱位置的砂芯强度，减少了砂芯的报废；位置准确，出气顺畅，发气量小，避免呛火缺陷的产生。同时，砂芯中间散砂抽出后，可减轻铁水收缩产生的应力，减少铸件裂纹及变形的风险。
附图说明
[0022]图1本实施例中可排气的3D打印砂芯示意图
[0023]图2本实施例中清砂后的3D打印砂芯示意图
[0024]图3本实施例中组芯后的3D打印砂芯示意图
[0025]图4A
‑
A的局部放大示意图
[0026]其中，砂芯主体
‑
100，砂芯突出结构
‑
200，细颈连接芯
‑
300，出气孔
‑
400，出气腔
‑
500，出气通道
‑
600，钢针
‑
700
具体实施方式
[0027]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。请注意，下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0028]对于结构、体积大，出气面小的3D打印砂芯，由于在高温铁水的包围下，树脂砂芯产生大量的气体不能及时排除，使得气体进入型腔导致铸件产生呛火缺陷，为解决此类结构砂芯的出气问题，本专利技术实施例提供一种3D打印砂芯的排气方法，通过如下方式进行实现：
[0029]一种3D打印砂芯的排气方法，三维设计时，将3D打印砂芯分芯为砂芯主体100、砂芯突出结构200、细颈连接芯300；其中砂芯主体100上设置有出气孔400，砂芯突出结构200上设置有出气腔500，出气通道600贯穿设置于细颈连接芯并将出气孔400和出气腔500连接在一起；对上述步骤中设计的砂芯分别进行打印，打印后清砂清除所述出气孔400、出气腔500和出气通道600中的散砂；清砂后进行组芯，组芯后的3D打印砂芯，通过出气通道600将
出气孔400和出气腔500相连通。清砂过程中在出气通道600内设置有钢针700，清砂结束后，钢针700保留在出气通道中。
[0030]以下对整体方案进行具体的说明：
[0031]一种3D打印砂芯的排气方法，在虚拟设计阶段，3D打印砂芯结构设计时，根据砂芯的结构进行分芯，结合图1，本实施例中的3D打印砂芯为连接结构薄弱的砂芯，将砂芯分芯分为砂芯主体100、砂芯突出结构200和细颈连接芯300三个部分，其中砂芯主体100的下方设置有细颈连接芯300，细颈连接芯300的下端为砂芯突出结构200，砂芯突出结构200通过细颈连接芯300与砂芯主体200连接在一起。因此，在三位设计时，砂芯结构的设计中，将砂芯突出就结构200的位置从细颈连接芯300的细颈出断开，需要说明的是，设计有效适用于存在突出结构的砂芯。
[0032]进一步的，在砂芯突出结构200的内部设计出气腔500，具体的设计在砂芯突出结构200的内部设置中空结构，该结构使其在3D打印后，打印出的腔体中的砂子为散本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D打印砂芯排气的方法，其特征在于，三维设计：在3D打印砂芯打印之前，根据砂芯结构设计的所述3D打印砂芯包括砂芯主体和砂芯突出结构并在所述砂芯主体、所述砂芯突出结构上分别设置出气孔和出气腔；打印：将所述砂芯主体、所述砂芯突出结构进行3D打印；清砂：清理所述出气孔和所述出气腔中的散砂；浇注时，所述3D打印砂芯中的所述出气腔和所述出气孔相连通。2.根据权利要求1所述的一种3D打印砂芯排气的方法，其特征在于，所述砂芯主体还设计有细颈连接芯，所述细颈连接芯将所述砂芯突出结构和所述砂芯主体相断开。3.根据权利要求2所述的一种3D打印砂芯排气的方法，其特征在于，在所述3D打印砂芯上设置出气通道，所述出气通道轴线方向上贯穿所述细颈连接芯且所述出气通道将所述出气腔和所述出气孔相连通。4.根据权利要求2所述的一种3D打印砂芯排气的方法，其特征在于，所述砂芯主体、所述砂芯突出结构和所述细颈连接芯可以进行整体打印或分别打印；分别打印时，清砂后还包括组芯。5.根据权利要求2所述的一种3D打印砂芯排...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋亮，张会贤，陈鹏，宿飞，何长义，
申请(专利权)人：共享装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：