[发明专利]一种3D打印粘土型砂铸型的装置及方法

权利要求书

1.一种3D打印粘土型砂铸型的装置，包括：计算机及控制系统（1）、成形系统（2）、铺粉系统（3）、粘土型砂铸型（4）；其特征在于：计算机及控制系统（1）分别与成形系统（2）和铺粉系统（3）相连接，成形系统（2）设置在铺粉系统（3）上部，成形系统（2）能够沿着铺粉系统（3）的铺粉方向移动，粘土型砂铸型（4）设置在铺粉系统（3）中部。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印粘土型砂铸型的装置，其特征在于：所述成形系统（2）包括：溶液喷射系统（2-1）、溶液喷射系统移动装置（2-2）、烘干系统（2-3）和成形系统移动装置（2-4）；溶液喷射系统（2-1）内部填充有水溶液，溶剂喷射系统（2-1）与溶液喷射系统移动装置（2-2）相连接，两个烘干系统（2-3）安装在溶液喷射系统（2-1）的两边，溶液喷射系统（2-1）、溶液喷射系统移动装置（2-2）和烘干系统（2-3）均与成形系统移动装置（2-4）相连接。

3.根据权利要求1所述的一种3D打印粘土型砂铸型的装置，其特征在于：所述铺粉系统（3）包括：成形区底板升降装置（3-1）、成形区底板（3-2）、粉末（3-3）、补粉区底板升降装置（3-4）、补粉区底板（3-5）和铺粉装置（3-6）；粉末（3-3）位于成形区底板（3-1）和补粉区底板（3-5）上方，成形区底板升降装置（3-1）与成形区底板（3-2）相连接，补粉区底板升降装置（3-4）与补粉区底板（3-5）相连接，铺粉装置（3-6）安装在溶液喷射系统（2-1）和烘干系统（2-3）之间，并与成形系统移动装置（2-4）相连接。

4.根据权利要求1所述的一种3D打印粘土型砂铸型的装置，其特征在于：3D打印粘土型砂铸型的方法具体步骤如下：

步骤1：底部铺底粉；首先通过计算机及控制系统（1）控制成形区底板升降装置（3-1），将成形区底板（3-2）升至顶部，成形区底板（3-2）的顶部位于铺粉装置（3-6）底部的下方，然后将成形区底板（3-2）下移5mm以上，位于铺粉系统（3）一端的补粉区底板（3-5）在补粉区升降装置（3-4）作用下上移后，铺粉装置（3-6）在成形系统移动装置（2-4）的带动下向另一端移动，将补粉区底板（3-5）上方多余的粉末（3-3）铺到成形区底板（3-2）上方，补粉区域底板（3-5）上移的高度要保证铺粉装置（3-6）能够将补粉区底板（3-5）和成形区底板（3-2）上方的粉末（3-3）铺成一个平面；

步骤2：铺单层粉末；将成形区底板（3-2）下移0.2~2mm ，采用与步骤1相同的方法，用铺粉装置（3-6）将成形区底板（3-2）和补粉区底板（3-5）上方的粉末（3-3）铺成一个平面，优选的，粉末（3-3）层厚度0.2~1mm；

步骤3：单层的成形；在计算机及控制系统（1）的控制下，溶液喷射系统移动装置（2-2）和成形系统移动装置（2-4）分别沿着前后方向和左右方向移动，由溶液喷射系统（2-1）按照粘土铸型（4）该层切面形状数据信息向铸型区域喷射水溶液，粉末（3-3）在水或者水溶液的固化作用下成形；

步骤4：单层的强化；将烘干系统（2-3）快速烘干粉末（3-3）表面，粉末（3-3）在水溶液的固化过程中粘接成一体，在烘干作用的强化下形成第一个单层；该步骤的烘干系统能够将溶液喷射系统移动装置（2-2）所喷射的水溶液及时烘干；

步骤5：多层的制造；重复步骤2至步骤4，进行下一层的铺粉、喷射水或者水溶液固化成形、进行单层的烘干强化，直至最终完成堆叠，形成成形后的粘土型砂铸型（4）；

步骤6：将成形后的粘土型砂铸型4取出，去除没有固化的粉末（3-3），去除的粉末（3-3）可以重复使用，将成形后的粘土型砂铸型（4）放在烘箱中进行进一步的加热固化、脱水，就得到所需铸型，优选的加热温度可设置为110℃。