[发明专利]一种基于3D打印的精密铸造方法

说明书

本发明公开了一种基于3D打印的精密铸造方法，包括如下步骤：步骤一：制作原型件；步骤二：形成内膜壳；步骤三：形成支撑体，内膜壳和支撑体形成铸造壳体；步骤四：烧结脱模，支撑体中分布有能够将内膜壳中的气体散出的透气孔，和/或，支撑体中设置有能够将内膜壳中的气体散出的气体通道；步骤五：浇注，冷却成型；步骤六：后处理，得到铸件毛坯。本发明优点在于，采用3D打印结合精密铸造，周期短，加工灵活，先在原型件上形成内膜壳，用于后续浇注时和铸件表面接触，可以提高铸件精度；在内膜壳外还包覆支撑体，提高铸造壳体强度，增强铸造壳体在高温烧结脱模时抵御原型件热胀冷缩的能力，解决铸造壳体在烧结脱模时产生裂纹或破碎的问题。

技术领域

本发明属于精密铸造领域，具体涉及一种基于3D打印的精密铸造方法。

背景技术

精密铸造是一种新的近净成形先进工艺，是在模具表面涂上数层耐火材料，待其硬化干燥后，将其中的原型件熔去可制成型壳，再经过烧结，然后进行浇注，而获得铸件的一种制造方法。它获得的产品精密、复杂，接近于零件最后形状，可不加工或很少加工就直接使用，其应用非常广泛。

3D打印技术是制造业领域正在迅速发展的一项新兴技术，3D打印技术的制造原理是基于“增材制造”的思想，是通过打印头、喷嘴或其它打印沉积技术来制造物体的技术，主要包括SLA、FDM、SLS、LOM等。

将3D打印技术应用于模具的开发制造，能够适应模具结构的多样性，并且能快速制造，成本相对较低；将3D打印和精密铸造相结合，可大大提升铸造产品的精度和效率，缩短生产周期。

但是在现有的技术中，3D打印采用的材料是多种多样的，使用3D打印的零件模型进行精密铸造时，在铸造壳体烧结脱模步骤中，由于形成零件模型的材料在高温烧结时会受热膨胀，耐火层型壳在烧结过程中极易因为零件模型的热胀冷缩而破裂，现有技术中，多采用改变零件模型材料的方法来解决该问题，但是成本很高。此外，由数层耐火材料组成的型壳，浇注完成后需要将型壳从铸件上清除，但是现有的型壳结构坚硬难以破碎，增加清除工作的难度。

发明内容

本发明针对目前精密铸造型壳烧结脱模时容易破裂的不足，提出一种基于3D打印的精密铸造方法，采用内膜壳和支撑体两种材料，减少了浸浆的层数，解决了铸造壳体在烧结脱模时破损的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

包括如下步骤：

步骤一：制作原型件，所述原型件至少包括采用3D打印方法打印出的零件模型；

步骤二：将步骤一中的原型件浸浆并干燥，形成内膜壳；

步骤三：制备支撑浆料，将包裹内膜壳的原型件放入成型框中，将支撑浆料倒入成型框和内膜壳之间的空隙内，支撑浆料固化烘干后形成支撑体，所述内膜壳和支撑体形成铸造壳体；

步骤四：将铸造壳体进行高温烧结，内部原型件气化，留下型腔，所述支撑体中分布有能够将内膜壳处的气体散出的透气孔，和/或，所述支撑体中设置有能够将内膜壳处的气体散出的气体通道；

步骤五：将熔融金属液浇注在型腔内，冷却成型；

步骤六：后处理，得到铸件毛坯。

优选地，所述步骤二中，所述原型件浸浆层数为2～6层；或者，所述内膜壳厚度为0.5～5mm。

优选地，所述支撑体厚度最小为10mm。

优选地，所述支撑物为混合物，包括石膏，还包括内部带有气孔的孔状物或者在所述步骤四的烧结温度下可燃烧的可燃物或者上述两者的混合，所述孔状物中的气孔、可燃物燃烧后留下的孔洞形成透气孔。

优选地，所述孔状物为火山石，所述可燃物为木屑或石蜡块或泡沫或海绵或上述任意几种的混合。