[实用新型]一种基于钛及钛合金铸件砂型的3D打印系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及3D打印技术领域，尤其是一种基于钛及钛合金铸件砂型的3D打印系统。

背景技术

由于钛及钛合金材料具有低密度、高强比、耐腐蚀强、线胀系数小等特点，从20世纪50年代开始，在航空航天技术的迫切需要下，钛工业得到了迅速的发展。现在，钛及钛合金不仅是航空航天工业中不可缺少的结构材料，在造船、化工、冶金、医疗等方面也获得了广泛的应用。

在钛及钛合金的铸造工艺中，由于其化学活性高，在高温下易与常规铸造造型材料均发生较为剧烈的化学反应，影响成型铸件的使用性能，而石墨具有耐高温（熔点3850℃，沸点4250℃），其导电、润滑、化学性质稳定、疏水性、可塑性好等特点，是铸造钛及钛合金铸件相对适合是铸型材料，因此钛及钛合金铸造工艺均采用加工石墨型、捣实石墨型及熔模精密铸造工艺，机加工石墨型具有表面光滑、空隙度小、强度较高、硬度低、易于切削加工成型、比重小、易于搬运操作等特点。

石墨型具有较高的导热系数和热容量使得液体太和钛合金在石墨型中冷却较快，致使合金组织变细，从而提高了钛铸件的致密性和力学性能；较高的熔化温度不会受熔融金属的侵蚀，具有较好的抗热冲击性，在高温的钛液中表现出良好的高温稳定性，能抵抗液体钛液的侵蚀；石墨型线膨胀系数低，抗变形能力强，可保证铸件具有较高的精度和表面光洁度。然而石墨由于其可塑性比较强且结合钛及钛合金铸件的结构复杂性，为了保证钛及钛合金铸件的铸型尺寸和生产成本可控，捣实石墨型为常用的铸型手段。捣实石墨型主要是根据石墨型图纸通过人工全手工捣实，然后通过对其进行烘烤或真空除气处理，再组装用于浇铸铸件成型，上述铸型的制备虽然能相对的保证铸件的尺寸精确度和材料的节约，从而控制生产成本，但该过程中人工劳动成本较高且使得生产效率低。

发明内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种基于钛及钛合金铸件砂型的3D打印系统，其结构简单易于操作，通过利用3D打印制备铸件砂型，大大的节约了砂型的制备时间，提高了生产效率的同时大大的节约了劳动成本。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型的基于钛及钛合金铸件砂型的3D打印系统，包括控制组件和打印设备，所述控制组件与打印设备连接并控制器完成打印动作；所述打印设备包括打印底座、打印平台、行位支架、打印喷头和打印材料；所述打印底座上设有四轴运动机构，打印平台通过四轴运动机构设置在打印底座上；所述行位支架固定安装在打印底座上；所述打印喷头设置在行位支架上，并可相对行位支架移动。

由于采用上述结构，该3D打印系统通过打印喷头和活动的打印底座相互配合动作，大大的节约了打印设备的走位时间，提高了打印效率。

本实用新型的基于钛及钛合金铸件砂型的3D打印系统，所述打印平台为输送结构平台，其输送行程通往打印系统外。

又或者，所述打印平台为水平摆动平台，包括工作平台和转动轴；所述工作平台为矩形平台，该矩形平台内为通槽结构，其上下内壁上均设有啮合齿；所述转动轴上设有传动齿，与矩形平台内壁啮合齿相配合。

由于采用上述结构，当砂型打印成型后，控制组件控制打印平台启动输送动作，将成型后的砂型送出打印系统外，然后打印平台返回打印工作位置进行后续打印动作，保证了打印工作的连续性的同时节约了打印时间。

本实用新型的基于钛及钛合金铸件砂型的3D打印系统，所述传动齿包裹在转动轴表面，传动齿包裹范围为传动轴截面圆圆弧总弧长的1/4至1/3。

由于采用上述结构，使得矩形平台可在转动轴的同向转动下实现打印平台来回水平移动，降低转动轴对电机的转动要求，提高了打印平台的回位时间，有效的加快了打印效率。

本实用新型的基于钛及钛合金铸件砂型的3D打印系统，所述打印喷头的内侧壁上部分设有矩形凸条或者螺旋状凸条，打印喷头内侧壁下部分为光滑曲面；所述凸条端面截面为弧形；所述矩形凸条沿打印喷头出料方向竖直或倾斜设置。

由于采用上述结构，将打印喷头分为两个不同结构的部分，对喷头内大材料具有搅拌作用，喷头设有加热装置时，使得材料受热均匀，保证了材料的性能，同时采用上述结构，能有效的提高喷头的出料压力值，避免了喷头堵塞，益于了打印效果。

本实用新型的基于钛及钛合金铸件砂型的3D打印系统，所述打印材料为石墨粉末和粘结剂，所述石墨粉末粒度为50-120目；所述粘结剂为无机粘结剂。

进一步地，所述粘结剂为硅酸钠粘结剂。