[实用新型]采用3D打印壳模的真空浇铸装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及铸造工艺技术领域，特指一种采用3D打印壳模的真空浇铸 装置。

背景技术：

脱蜡铸造是精密铸造的一种，其制作工艺为：

第一，按照需要加工的产品绘制图纸，并根据图纸制作出相应的模具。

第二，利用模具，采用注塑成型的方式，制作出蜡模，并对蜡模进行修正。

第三，将若干的蜡模组装形成蜡树，以实现一次浇铸成型多个产品的目的， 提高工作效率。

第四，将蜡树进行浸浆处理，令蜡树表面附着一层浆料，待浆料干燥后，再 次经过多次浸浆，为了确保浸浆壳模的厚度，通常需要重复5-6次浸浆工艺，壳 模的厚度达到5-7毫米。

第五，完成浸浆工艺后，采用蒸汽脱蜡的方式，将壳模内的蜡模流出，实现 蜡模与壳模的分离。

第六，脱蜡完成后，需要对壳模进行烧结处理，令形成壳模的浆料烧结固化， 并且将残留的蜡模材料完全燃烧掉。

第七，烧结完成后的壳模作为铸造的型腔，将熔融的原料(例如金属熔液、 玻璃溶液等)注入，在壳模中成型，最后将整个壳模取出，敲破壳模即可取出成 型的产品。

第八，对成型的产品进行清砂、抛丸等后处理后，得到成品。

由上所述可以看出，目前的脱蜡铸造工艺非常复杂，并且在烧结、清砂工艺 中会产生污染。同时，壳模的制作也非常复杂，直接导致了生产效率的低下。

另一个方面，3D打印技术飞速发展，已经被应用在诸多的领域中。目前所 谓的3D打印，其本质是一种快速成形技术，其工作过程为：先通过计算机建模 软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，即切片，从而指导打印 机逐层打印，并将薄型层面堆叠起来，直到一个固态物体成型。多功能3D打印 机与传统打印机最大的区别在于：它使用的“墨水”是实实在在的原材料。原材 料一般为热熔胶线、蜡质等。该热熔胶线的端部插入3D打印机的热熔打印头中， 而热熔打印头通过通电加热而实现对热熔胶线进行熔融，经熔融的胶从热熔打印 头下端流出，逐层打印，并将薄型层面堆叠以实现固态物体成型。

目前法国里摩曰3DCeram公司设计出来一种工业级3D打印机Ceramker。 Ceramaker3D打印机使用了一种全新的3D打印工艺，叫做CAM(CeramicsAdditive Manufacturing陶瓷增材制造)，这种工艺是基于陶瓷工艺的激光固化技术应用的 研究，1998年由ThierryChartier在里摩曰的SPCTS(陶瓷工艺及其表面处理科学) 上提出。他的成果被3DCeram公司采用，其工艺得到了更加深入的研发并渗入 了各个领域的市场。该工艺混合了光敏树脂和陶瓷颗粒，液状混合物经过激光打 印固化，层厚可达25-100微米，每层经过紫外光固化与上一层粘合，最终形成 3D打印物件，最后是进行连续的激光烧结后处理阶段。根据3DCeram所提供的 资料，零部件在CAD文件将会根据烧结过程中的收缩率进行尺寸调整。可用材 料包括氧化铝、氧化锆和羟基磷灰石/磷酸三钙，这些都需要避光包装和室温储 藏。3DCeram的技术目前的应用包括生物医学移植，珠宝制造，还有先进的高精 度工业原型设计。

但是将上述3D打印技术引入精密铸造行业后，也存在一定的不足。首先， 由于直接采用3D打印的壳模非常薄，其无法承载较大的压力，如果直接用壳模 来进行浇铸，熔融的原料进入壳模后，可能造成壳模因承载力不足而破损的情况。 所以，本发明人经过不断研究实验，将3D打印技术引入脱蜡铸造领域，同时， 也提出了一种全新的真空浇铸装置。

实用新型内容：

本实用新型所要解决的技术问题就在于利用3D打印技术，将其与传统的脱 蜡铸造结合，提出一种采用3D打印壳模的真空浇铸装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了下述技术方案：该真空浇铸装置 包括：一真空箱，该真空箱具有一密闭空间，所述的空间内设置有砂箱和可转动 的电炉；于所述的空间外安装有对其抽真空的气泵，所述的空间内还设置有振动 装置，所述的砂箱放置在该振动装置上，在砂箱内埋设有通过3D打印的壳模， 通过振动装置将壳模外部的砂子振动紧实；所述的壳模的浇铸口显露于砂箱的砂 面，并对应电炉的出口，通过电炉的转动将熔融的原料注入壳模的浇铸口内。

进一步而言，上述技术方案中，所述的壳模的厚度为0.1-2毫米。