[发明专利]铁模覆砂型芯及其制造方法

说明书

一种铁模覆砂型芯，包括：金属模，所述金属模的外表面具有与待被铸造的产品形状相对应的外形；以及覆盖在所述金属模的所述外表面上的覆模砂，其中，所述覆模砂通过3D打印设备被成形在所述金属模的外表面上，在所述覆模砂中形成有若干微排气通道，所述微排气通道相互连通并且在铸造时与砂箱分型面处的间隙连通，所述微排气通道在使用3D打印设备进行3D打印的过程中形成，所述若干微排气通道整体上在所述覆模砂的整个延伸尺寸上形成以使铸件浇注过程中产生的气体顺着所述排气通道排出到砂箱外面。本申请还涉及制造所述铁模覆砂型芯的方法。

技术领域

本申请涉及铸造领域，尤其涉及铸造工艺中的铁模覆砂型芯的制造，其通过在铁模上3D打印出需要的覆模砂而形成有微排气通道。

背景技术

铸造行业是制造业的基础产业，在国民经济发展中处于不可或缺的地位，近年来铸造业已得到了快速的发展，尤其是铁模覆砂制造技术得到了广泛的应用，但传统铁覆模砂工艺中，覆模砂和砂芯的制造设备复杂，能耗大，所制成的砂芯透气性差，造成铸造产品多气孔等一些顽固缺陷，且只能制造空间结构相对简单的产品。为此，3D打印技术在铸造领域得到了一定程度的应用和发展。

CN201711188955公开了一种耐高温3D打印覆膜砂成型固化剂及其制备工艺，其中提及了成型固化剂的组分配比，即按重量份数主要包括改性酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛等，以提高覆膜砂的粘合强度和耐老化性能，延长覆膜砂的使用寿命。

CN108296420A公开了一种激光3D打印用覆膜砂及其制备方法，也涉及了按重量份的原料成份以提高了覆膜砂的整体强度、耐高温性、耐火持久性以及自身结构稳定性。

CN108296442A公开了一种3D打印覆膜砂成型工艺，其实施例中公开了3D打印覆膜砂成型工艺的若干步骤：原砂干燥、酸洗、再干燥、在混砂机中制备混合砂、将混合砂射入模具、向模具内通入100℃蒸汽以得到3D打印覆膜砂半成品、干燥固化成型以得到成型3D打印覆膜砂，还公开了覆模砂的按重量组分。

CN108672660A公开了一种基于覆膜砂材料的3D打印快速成型机，在需要使用3D打印设备制作覆膜砂制芯时，加入生产原料，将设备接入外界电路，工作人员通过控制面板控制电动机工作，移动喷枪升降，原料通过喷枪到达打印台上方的限位板顶板，控制面板通过控制增压泵、电动机、第一气缸和第二气缸的配合完成覆膜砂制芯的生产工作。

CN207205200U公开了一种覆膜砂制芯用3D打印设备，通过中央控制装置导入待打印砂芯数据，根据数据，生成相应的控制电信号调节打印工作台位置依次进行各层打印。

CN104923712A公开了一种3D打印覆膜砂及制备方法，其涉及一种用于铸造领域中的覆膜砂，也公开了覆膜砂的成份，其中向混砂机中加入的是三聚氰胺甲醛树脂、腰果壳液改性酚醛树酯和粘结剂，由其制得覆膜砂。

显然这些传统3D打印铁模覆砂制造技术中，大多采用树脂砂造型，砂子用量大，造型时间长效率低，强度低，而且，采用热固性有机树脂作为粘结剂的最大缺点就是废气排放问题，有机树脂多源于石油制品或农业化学品，价格高，造型、制芯时，VOC值高，危害操作者健康，浇注过程中，产生大量有害气体，污染环境。因此，需要在铸造过程中将这些有害气体及时排出。

为此，需要提供一种与传统铁模覆砂型芯及传统3D打印树脂砂型芯相比，具有改进的排气功能的3D打印覆膜砂型芯，其具有突出的性能优势、经济优势以及环保优势。

发明内容

本申请旨在解决现有铸造技术中的以下问题：砂芯制造设备复杂，能耗大，砂芯成本高，不透气，易发气的问题；铁模覆砂工艺中，覆膜造型设备复杂，能耗大，成本高，不透气，易发气的问题；3D打印树脂砂造型时间长、成本高、效率低、强度小、废气排放环保问题。