[发明专利]一种3D打印砂芯的加固方法

说明书

本申请涉及一种3D打印砂芯的加固方法，包括：设计，所述3D打印砂芯预留需要放置芯骨的埋置孔；所述埋置孔一端设置于所述3D打印砂芯表面，所述埋置孔另一端设置于所述3D打印砂芯的主体部分；所述埋置孔与所述芯骨之间具有间隙；打印，依据设计打印所述3D打印砂芯；注胶，使用注射装置向所述埋置孔内注入铸造用粘结剂，所述铸造用粘结剂由所述埋置孔的孔底至孔口注入；置入芯骨，将所述芯骨置入注有所述铸造用粘结剂的所述埋置孔内固定。本方案能够对3D打印砂芯进行加固补强，大幅度提升了3D打印砂芯特殊结构的强度和稳定性以使其满足生产需要，大大降低了3D打印砂芯和使用3D打印砂芯生产的铸件的不良率。

技术领域

本发明涉及铸造3D打印技术领域，特别是涉及一种3D打印砂芯的加固方法。

背景技术

在铸造的生产过程中，砂芯的结构取决于铸件的结构，对于一些结构特殊的砂芯，需设置芯骨提高其使用的强度和刚度，防止其在转运、流涂、装配和浇注的过程中变形、开裂和漂浮折断，从而避免铸件出现尺寸超差、夹砂等质量问题。

传统的手工制芯铸造生产中，通常在制芯过程中埋置芯骨起到提高砂芯强度的作用，但是在当前快速发展实现产业化应用的砂型/芯3D打印制造领域，因为采用增材制造技术，将型砂逐层铺设而成，打印的砂芯只能是一种材质，无法直接在砂芯打印过程中埋置芯骨。因此，在铸造砂型3D打印领域，对于一些特殊结构的砂芯，如带有悬臂结构、尺寸小较为薄弱或者结构连接支撑不足的的砂芯，在其转运、放置、流涂过程因为自重和浇注时承受浮力时砂芯的稳定性均存在一定的问题。

发明内容

基于此，有必要针对3D打印砂芯在运转、放置、流涂过程中以及浇注时局部薄弱结构处变形、开裂和折断等技术问题，提供一种3D打印砂芯的加固方法。

为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：

本发明实施例公开一种3D打印砂芯的加固方法，包括如下步骤：

设计，所述3D打印砂芯预留需要放置芯骨的埋置孔；所述埋置孔一端设置于所述3D打印砂芯表面，所述埋置孔另一端设置于所述3D打印砂芯的薄弱部位；所述埋置孔与所述芯骨之间具有间隙；

打印，依据设计打印所述3D打印砂芯；

注胶，使用注射装置向所述埋置孔内注入铸造用粘结剂，所述铸造用粘结剂由所述埋置孔的孔底至孔口注入；

置入芯骨，将所述芯骨置入注有所述铸造用粘结剂的所述埋置孔内固定。

在其中一种实施例中，在所述注胶步骤，预测算所述芯骨置入所述埋置孔后与所述埋置孔的间隙，所述铸造用粘结剂的注入量不小于所述芯骨与所述埋置孔的间隙。

在其中一种实施例中，所述埋置孔包括芯骨放置孔和封堵孔，所述封堵孔设置在所述3D打印砂芯表面，所述芯骨放置孔和封堵孔连接且所述封堵孔的横截面积不小于所述芯骨放置孔横截面积；所述3D打印砂芯的加固方法还包括封堵步骤，在所述置入芯骨步骤后，使用混合树脂和固化剂的型砂对所述封堵孔进行封堵并紧实、刮平型砂。

在其中一种实施例中，所述封堵孔的横截面积由与所述芯骨放置孔连接的一端向另一端逐渐递减。

在其中一种实施例中，所述埋置孔的横截面为圆形；所述封堵孔深度为20～50mm，所述封堵孔与所述芯骨放置孔连接的一端的直径比所述芯骨放置孔的直径大10～15mm。

在其中一种实施例中，所述封堵孔设置于所述3D打印砂芯表面一端的直径与所述芯骨放置孔的直径相等。

在其中一种实施例中，所述芯骨放置孔与所述芯骨之间的间隙为3～6mm。

在其中一种实施例中，所述芯骨横截面为圆形，所述芯骨表面光滑。

在其中一种实施例中，所述芯骨的材质为金属材料。