复杂封闭内腔结构蜡型低成本绿色快速成形装置，其包括蜡型模具(6)、冰芯模具、电吸盘(4)、随形贴片(3)、控温单元(5)。复杂封闭内腔结构蜡型低成本绿色快速成形方法：步骤1：冰芯模具安装；步骤2：制备冰芯(7)；步骤3：冰芯(7)处理；步骤4：制备蜡型(8)。本发明专利技术可以在短时间内低成本制备出带有复杂封闭腔/管路的蜡型(8)，无需采用复杂金属型芯模具安装、定位、拆分方法，也无需使用水溶芯，减少了模具设计难度和加工成本，同时也避免采用水溶型芯时溶解和排放过程对环境的污染。和排放过程对环境的污染。和排放过程对环境的污染。
【技术实现步骤摘要】
复杂封闭内腔结构蜡型低成本绿色快速成形装置及方法
[0001]本专利技术涉及熔模铸造
，具体涉及一种复杂封闭内腔结构蜡型低成本绿色快速成形装置及方法，其主要涉及下述技术方案：采用模具制备出以冰作为载体，外部为随形铁模，既能够满足长时间稳定使用需求，又能够快速清理取出的冰芯，然后利用冰芯制备带有复杂封闭腔的蜡型的装置及方法。
技术介绍
[0002]熔模铸造技术是我国机械铸造业中的一种基础工艺，是用石蜡等易熔材料制作铸件模样，再在模样上包覆若干耐火材料，再将蜡型熔化去除后制成型壳，经过焙烧、浇注从而获得铸件的一种方法。采用该工艺获得的铸件尺寸精度和表面质量较高，因此被称为熔模精密铸造技术。
[0003]目前，熔模铸造技术已逐步应用于航空、航天等高端装备领域复杂结构铸件生产。采用熔模铸造技术需首先制备出与铸件结构完全一致的蜡型，由于铸件结构复杂，针对内部存在众多的管路和封闭腔成形需求，采用的是金属型芯拆分以及水溶芯两种方法。其中金属型芯拆分方法需根据封闭腔的具体结构，设计并加工出成本高昂、结构复杂的金属型芯模具，待蜡型成形后，再依次取出分块的封闭腔金属型芯。对于部分细长或者弯曲的结构或者开口较小、内腔空间大的复杂结构，无法采用金属型芯拆分方法，只能采取水溶芯放入模具中压制成蜡型，再通过添加催化剂溶解溶化去除水溶型芯形成内腔结构。目前的水溶型芯材料多采用尿素、水溶蜡聚合物等材料制作，这些材料需用弱酸等溶液溶解，溶解和排放过程对环境有较大污染。
[0004]因此，需要一种复杂封闭内腔结构蜡型低成本绿色快速成形装置及方法，满足复杂内腔结构铸件熔模铸造成形需求。
技术实现思路
[0005]为解决现有熔模铸造技术制备复杂结构蜡型成本高、环境污染大等多方面问题，满足复杂结构的蜡型成形需求，本专利技术涉及一种复杂封闭内腔结构蜡型低成本绿色快速成形装置及使用该装置的复杂封闭内腔结构蜡型低成本绿色快速成形方法。
[0006]本专利技术的技术方案为：
[0007]复杂封闭内腔结构蜡型低成本绿色快速成形装置，其特征在于：所述复杂封闭内腔结构蜡型低成本绿色快速成形装置包括：蜡型模具6、冰芯模具、电吸盘4、随形贴片3、控温单元5，其中：
[0008]所述冰芯模具是根据蜡型内部封闭腔结构设计的铁质模具，包括外模1、密封圈2和随形贴片3，外模1能够拆卸和组合的两半结构，外模1周圈设计锁紧装置及磁铁，外模1周圈的锁紧装置和磁铁在图中未示意，锁紧装置可以为C型钳、锁扣式或者螺栓式等多种形式，目的是使两半外模1紧密贴合，压死密封圈2，保障后续注水过程中，模具型腔内部的水不会从模具贴合面渗漏，磁铁可为钐钴磁铁或钕铁硼磁铁，吸附于外模1后，能使外模1整体
具有磁性，对随形贴片3具有吸附能力，模具锁紧后，注水不渗漏；
[0009]随形贴片3密集吸附于在冰芯模具的内腔表面，间隔1～5mm；所述随形贴片3材质均为铁质，随形贴片3厚度2～30mm，随形贴片3背向设计有防脱定位结构31；
[0010]所述蜡型模具6是根据蜡型8外部结构设计的模具，其材质为以下几种之一：铁、铝、钢；后文中图5给出了蜡型模具6的示意图，与冰芯模具相似，也是两个半模，只是无需密封圈2和防脱定位结构31的密封槽，该模具是安装于传统射蜡机/压蜡机上使用，其中一侧外模1开有射蜡孔，模具内部放置有制备好的冰芯7，由射蜡机使模具合膜后，向内射蜡，完成蜡型8制作。
[0011]电吸盘4、控温单元5组合后整体构成轴状结构且布置在冰芯模具内部型腔中轴位置，其端部伸出到冰芯模具外部；
[0012]所述电吸盘4通电后生成强磁场，其有效吸附距离≤200mm。
[0013]本专利技术所述装置及方法，其特征在于：所述控温单元5包含有冷头51、加热器；其中：冷头51布置在控温单元5中心，冷头51外接制冷器，加热器为环形片层状加热器52且安装在控温单元5的外部。
[0014]本专利技术所述装置及方法，其特征在于：所述方法依次包含如下步骤：
[0015]步骤1：冰芯模具安装：将磁铁吸附于冰芯模具外部，使整个模具能够具备磁性，将随形贴片3吸附于整个冰芯模具外模1内壁，将两半结构的外模1合膜后使用锁紧装置锁紧；
[0016]步骤2：制备冰芯7：冰芯模具组装并锁紧后，将装满水的冰芯模具注水口11竖直朝上放置，从注水口11(图1中两半外模合模后左侧的孔状结构即为注水口11)注水直至注满冰芯模具内腔，注水口11中央区域插入控温单元5，控温单元5内部的冷头51迅速降温，使冰芯模具内部的水全部冷冻成冰，最终制得冰芯7；
[0017]步骤3：冰芯7处理：移除冰芯模具外部的磁铁，打开冰芯模具外部锁紧装置，将内部包裹着控温单元5且外壁覆盖着随形贴片3的冰芯7整体取出，形成以冰为载体，外表为铁模的复合结构的冰芯7；
[0018]在0℃～4℃环境下对冰芯7外部的随形贴片3表面进行检查，对冰芯模具分型面飞边，多余物进行打磨处理，对个别气泡等缺陷部位进行修补，检测冰芯7整体尺寸，整个流程中控温单元5持续制冷，保障冰芯7整体温度
‑
4℃到
‑
30℃；
[0019]步骤4：制备蜡型8；将冰芯7放置于蜡型模具6内部，蜡型模具6锁死后，快速射蜡，射蜡压力0.5～4MPa，待蜡型8冷却凝固10～120s以后，打开蜡型模具6，将包裹有冰芯7的蜡型8整体取出，置于室温环境；此时电吸盘4通电，接触控温单元5端面并对冰芯7表面随形贴片3形成持续吸附作用，控温单元5控制环形片层状加热器52升温，加速冰芯7融化；
[0020]待冰芯7快速融化至能够从蜡型8中取出状态后(冰芯7逐步融化后体积减小，直至其能从蜡型8开口取出即可)，将控温单元5、随形贴片3及剩余冰芯7整体从蜡型8内部取出，将蜡型8挂好干燥，等待取用。
[0021]本专利技术所述装置及方法，其特征在于：在制得冰芯7并将内部包裹着控温单元5且外壁覆盖着随形贴片3的冰芯7整体取出，最终形成以冰为载体，外表为铁模的复合结构的冰芯7后；还按照下述要求进行后处理：
[0022]在0℃～4℃环境下对冰芯7外部的随形贴片3表面进行检查，对分型面、飞边，多余物进行打磨处理，对个别气泡等缺陷部位进行修补，检测冰芯7整体尺寸；
[0023]整个流程中控温单元5持续制冷，保障冰芯7整体温度
‑
4℃到
‑
30℃。
[0024]本专利技术所述装置及方法，其特征在于：所述复杂封闭内腔结构蜡型低成本绿色快速成形方法的简化方案之一是：所述冰芯模具为金属材质或非金属材质；非金属材质指的是：塑料、橡胶、硅胶；无需使用下述结构：电吸盘4、随形贴片3和控温单元5，冰芯模具注水后直接置于
‑
10到30℃环境下冷冻形成一次性使用的冰芯7，在0到
‑
4℃条件下快速处理后，短时间内置于蜡型模具6中完成蜡型8制作，而后待冰芯7完全自然融化后，将蜡型8取出干燥备用。
[0025]所述复杂封闭内腔结构蜡型低成本绿色快速成本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.复杂封闭内腔结构蜡型低成本绿色快速成形装置，其特征在于：所述复杂封闭内腔结构蜡型低成本绿色快速成形装置包括：蜡型模具(6)、冰芯模具、电吸盘(4)、随形贴片(3)、控温单元(5)，其中：所述冰芯模具是根据蜡型内部封闭腔结构设计的铁质模具，其包括：外模(1)、密封圈(2)和随形贴片(3)，外模(1)能够拆卸和组合的两半结构，外模(1)周圈设计锁紧装置及磁铁，外模(1)周圈的锁紧装置和磁铁，模具锁紧后，注水不渗漏；随形贴片(3)密集吸附于在冰芯模具的内腔表面，间隔1～5mm；所述随形贴片(3)材质均为铁质，随形贴片(3)厚度2～30mm，随形贴片(3)背向设计有防脱定位结构(31)；所述蜡型模具(6)是根据蜡型(8)外部结构设计的模具，其材质为以下几种之一：铁、铝、钢；电吸盘(4)、控温单元(5)组合后整体构成轴状结构且布置在冰芯模具内部型腔中轴位置，其端部伸出到冰芯模具外部；所述电吸盘(4)通电后生成强磁场，其有效吸附距离≤200mm。2.根据权利要求1所述复杂封闭内腔结构蜡型低成本绿色快速成形装置，其特征在于：所述控温单元(5)包含有冷头(51)、加热器(52)；其中：冷头(51)布置在控温单元(5)中心，冷头(51)外接制冷器，加热器为环形片层状加热器(52)且安装在控温单元(5)的外部。3.使用权利要求1所述复杂封闭内腔结构蜡型低成本绿色快速成形装置的复杂封闭内腔结构蜡型低成本绿色快速成形方法，其特征在于：所述方法依次包含如下步骤：步骤1：冰芯模具安装：将磁铁吸附于冰芯模具外部，使整个模具能够具备磁性，将随形贴片(3)吸附于整个冰芯模具即外模(1)内壁，将两半结构的外模(1)合膜后使用锁紧装置锁紧；步骤2：制备冰芯(7)：冰芯模具组装并锁紧后，将装满水的冰芯模具注水口(11)竖直朝上放置，从注水口(11)注水直至注满冰芯模具内腔，注水口(11)中央区域插入控温单元(5)，控温单元(5)内部的冷头(51)迅速降温，使冰芯模具内部的水全部冷冻成冰，最终制得冰芯(7)；步骤3：冰芯(7)处理：移除冰芯模具外部的磁铁，打开冰芯模具外部锁紧装置，将内部包裹着控温单元(5)且外壁覆盖着随形贴片(3)的冰芯(7)整体取出，形成以冰为载体，外表为铁模的复合结构的冰芯(7)；在0℃～4℃环境下对冰芯(7)外部的随形贴片(3)表面进行检查和修补，检测冰芯(7)整体尺寸，整个流程中控温单元(5)持续制冷，保障冰...
【专利技术属性】
技术研发人员：李泽华，冯志军，李宇飞，毕亮，安如爽，辛仕伟，
申请(专利权)人：沈阳铸研科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。