一种3D打印砂型制品材料及3D打印砂型的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种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。本发明专利技术提供的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。在打印效率低的问题。在打印效率低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印砂型制品材料及3D打印砂型的方法和装置


[0001]本申请涉及砂型砂芯制造
，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。

技术介绍

[0002]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
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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
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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
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21秒。
[0003]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
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360秒。

技术实现思路

[0004]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。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]进一步地，所述铸造砂的粒径为10微米~300微米。
[0009]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。
[0010]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
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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。
[0011]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。
[0012]进一步地，所述紫外线的照射波长为365nm~405nm。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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
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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
[0016]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。
[0017]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。
[0018]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。
[0019]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
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接料口；2
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涂敷机构；3
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紫外线光机固定架；4
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紫外线光机；5
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可升降的打印平台；6
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余料槽。
具体实施方式
[0020]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。
[0021]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
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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...

【专利技术属性】
技术研发人员：景小勇，左润泽，景超，
申请(专利权)人：邢台速锐网络科技有限公司，
类型：发明
国别省市：