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[发明专利]陶瓷增材制造光源柔性调制固化方法和装置-CN202310088777.7有效
发明人：杨浩秦;单忠德;黄睿涛;施建培 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2023-02-09 - 公布日： 2023-09-08 - 主分类号： B28B1/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种陶瓷增材制造光源柔性调制固化方法和装置，能够实现陶瓷浆料光固化工艺逐层打印过程中，光源强度的柔性调制，优化复杂陶瓷型芯曲面特征的打印效果和精度，降低阶梯效应导致的模型误差。本发明提出的一种陶瓷增材制造光源柔性调制固化方法和装置主要包含可调光源、LCD屏幕及料槽，可调光源及LCD屏幕在上位机的控制下，可实现在单层打印中的不同区域不同强度的光照及辐射，以优化陶瓷型芯模型曲面的光滑过渡，提升打印精度及效率。
陶瓷制造光源柔性调制固化方法装置

[发明专利]一种石墨套管的冷冻砂型绿色铸造钛合金构件成形方法-CN202310185576.9有效
发明人：单忠德;杨浩秦;宋魏飞;刘亲将;施建培 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2023-03-01 - 公布日： 2023-09-08 - 主分类号： B22D18/06 文献下载
摘要：本发明属于钛合金铸造技术领域，具体涉及一种石墨套管的冷冻砂型绿色铸造钛合金构件成形方法。该方法通过切削得到石墨套管铸型并外裹覆冷冻砂型，得到石墨套管冷冻砂型，在密闭环境下通入保护气，通过密闭式排气系统使铸型处于负压环境中，室温下完成浇注获得最终钛合金铸件。冷冻砂型具有优异的蓄热性能，石墨套管具有优异的导热性能和较高的化学稳定性，该方法利用复合铸型良好的蓄热、导热性能，较大的温度梯度，同时引导砂型中水蒸气向外排出，有利于制备组织致密、成本较低、综合性能优良的钛合金铸件，对于钛合金产品的应用与推广，具有非常重要的意义。
一种石墨套管冷冻砂型绿色铸造钛合金构件成形方法

[发明专利]混杂相变蓄冷材料的冷冻砂型灰度打印成形方法-CN202310226929.5在审
发明人：杨浩秦;单忠德;施建培 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2023-03-10 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： B22C9/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种混杂相变蓄冷材料的冷冻砂型灰度打印成形方法，包括相变蓄冷材料的制备工艺和砂型多梯度冷冻打印成形工艺，本发明涉及砂型铸造领域。所述水粘接剂中去离子水质量分数73～77%，蓄冷材料储能剂NaCl质量分数为20%，降温剂质量分数3%～7%。该种混杂相变蓄冷材料的冷冻砂型灰度打印成形方法，针对不同壁厚铸件对应的冷冻砂型，可以选择性灰度喷射混杂蓄冷材料的水基粘接剂，从而实现大型复杂铸件的顺序凝固。本发明适用于冷冻砂型的蓄冷运输，单位质量蓄冷密度高，适合产业化推广。
混杂相变材料冷冻砂型灰度打印成形方法

[发明专利]柔性装夹制冷一体化的多工位冷冻砂型卧式加工中心-CN202310633161.3在审
发明人：杨浩秦;单忠德;施建培;罗磊;梁校;张学良 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2023-05-31 - 公布日： 2023-08-11 - 主分类号： B23C3/00 文献下载
摘要：本发明涉及柔性装夹制冷一体化的多工位冷冻砂型卧式加工中心，包括：机床底座，“摆头”式电主轴，多工位转台，柔性装夹制冷装置和低温输运装置。所述“摆头”式电主轴摆动角度0～90°可调。所述多工位转台采用旋转机构实现回转台的分度转位及间歇步进，可以实现0～180°的转动。所述柔性装夹制冷装置由装夹模块和制冷模块两部分组成。该加工中心可解决冷冻砂型铣削过程砂坯装夹不易、加工效率低、区域控温难和切屑不易排出等问题，对实现实现冷冻砂型的高精高效加工具有重要意义。
柔性制冷一体化多工位冷冻砂型卧式加工中心

[发明专利]冷冻砂型绿色铸造工业级高柔性模具快速制冷方法与装置-CN202211519914.X有效
发明人：单忠德;杨浩秦;施建培;张学良 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-11-30 - 公布日： 2023-07-18 - 主分类号： B22C9/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种冷冻砂型绿色铸造工业级高柔性模具快速制冷方法与装置，包括混砂装置，真空上砂装置，低温制冷装置，柔性挤压装置和真空负压装置。低温制冷装置由液氮喷洒装置和回旋式冷凝管路构成，低温液氮通过布置在喷洒装置上的圆孔进入挤压装置内部，实现冷冻砂型的快速制冷和低温冻结。高柔性挤压装置由阵列式触头和顶升液压缸组成，阵列式触头结构为紧密排布设计，触头可自由升降充当不同尺寸大小砂箱。该种柔性模具快速制冷方法可制造出近成形冷冻砂型（芯），降低型砂材料去除率，且冷冻砂型表面覆膜可以阻止高温金属液与冷冻砂型直接接触，保持砂型强度的同时，防止在浇注过程中产生大量的水蒸气，实现复杂铸件精确凝固成形。
冷冻砂型绿色铸造工业柔性模具快速制冷方法装置

[发明专利]一种多材质复合砂型成形方法及装置-CN202210032429.3有效
发明人：单忠德;闫丹丹;杨浩秦;施建培;孙玉成;倪允强;王佳 -专利权人：南京航空航天大学;潍柴动力股份有限公司
申请日： 2022-01-12 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： B22C9/02 文献下载
摘要：本发明属于增材制造领域，公开一种多材质复合砂型成形方法及装置。该装置包括型砂预处理系统、真空上砂系统、多材质铺砂系统、打印系统、红外加热系统、升降平台装置。该方法通过3D打印（3DP）技术进行增材制造，结合3D打印（3DP）技术柔性化制造能力强、成形质量高、效率快的优势实现多材质复合砂型制备，具有较大创新、应用、推广使用价值。
一种材质复合砂型成形方法装置

[发明专利]一种双辊同步微调定量可控砂型增材制造铺砂方法与装置-CN202210830432.X有效
发明人：杨浩秦;单忠德;施建培;宋魏飞;董世杰;张学良 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-07-15 - 公布日： 2023-06-13 - 主分类号： B22C9/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种双辊同步微调定量可控砂型增材制造铺砂方法与装置，包括盛砂盒、长辊子、储砂箱、若干侧板、若干从动辊与电机：其中所述长辊子与外接电机连接；其中所述储砂箱内固定有若干个侧板；其中所述侧板和储砂箱镜像侧板开有滑动槽；其中所述相邻滑动槽之间安装有可调节的从动辊；其中所述长辊子固定于储砂箱上；其中所述盛砂盒与储砂箱上下固定连接。本发明通过实现砂型3D打印过程中不同目数砂粒的从动辊进行同步微调，实现定量铺砂，获得致密性、平整度良好的粉末床，保护喷头，提高砂型的打印质量。
一种同步微调定量可控砂型制造方法装置

[发明专利]一种冷冻砂型多路径内部微孔高效制冷方法及装置-CN202211377138.4有效
发明人：单忠德;施建培;杨浩秦 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-11-04 - 公布日： 2023-06-13 - 主分类号： B22C9/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种冷冻砂型多路径内部微孔高效制冷方法及装置，包括冷冻砂型造型室、电动升降平台、特氟龙多孔内衬、可拆卸多孔铝板、冷冻砂型制冷装置箱体、密封盖板、超声压电片、U型冷凝管、超声波发生器和低温制冷系统，特氟龙内衬和可拆卸多孔铝板设置有大小、形状相同的通孔结构，用于型砂表面至芯部的快速冷却。开启升降平台，坎合式特氟龙内衬上升至最高点，易脱模。超声压电片高低频双模式既可以用来振动紧实冷冻砂型，也可以辅助切削成形。采用本装置可实现冷冻砂型快速冻结、方便脱模和低成本数字化成形。
一种冷冻砂型路径内部微孔高效制冷方法装置

[发明专利]一种异形回转体砂型无级调节高效增材制造方法及装置-CN202210668792.4有效
发明人：杨浩秦;单忠德;胡央央;施建培;闫丹丹;董世杰 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-06-14 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： B22C9/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种异形回转体砂型无级调节高效增材制造方法及装置，该装置包括铝合金框架、及设置在铝合金框架上的喷墨系统、落砂装置、刮砂装置、Z轴旋转升降运动系统。该装置通过保持落砂盒、打印喷头、刮砂板固定，旋转打印平台实现定量落砂、均匀铺砂，通过滚珠丝杠装置实现旋转打印平台精准可控下降，实现逐层铺砂、逐层打印，同时无级调节旋转台下降高度根据微滴喷射打印灰度调整型砂颗粒间的树脂饱和度，进而提升砂型整体打印速度和强度。该装置与方法可以解决传统制造异形回转体成形效率低、质量差以及部分工艺成本高、浪费多的问题，以及实现了高度方向无级调节的异形回转体砂型3D打印，对快速制造高性能异形回转体具有重要现实意义。
一种异形回转砂型无级调节高效制造方法装置

[发明专利]一种基于3D打印轻量化砂模的复合材料异形回转体成型方法-CN202210663676.3有效
发明人：杨浩秦;单忠德;刘亲将;施建培;闫丹丹;董世杰 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-06-14 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： B22C9/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于3D打印轻量化砂模的复合材料异形回转体成型方法，该方法包括如下步骤：基于3DP打印原理，将成型模具的数字模型分层切片后导入打印系统，经过层层铺砂、选择性喷射粘结剂，打印出所需砂模；在砂模表面刷涂树脂，置于高温试验箱内加热固化至砂模的表面硬度和强度达到铺放要求，冷却后在其表面铺贴脱模布；采用复合材料自动铺放技术，经铺放机的推送、裁剪及辊压，将预浸料按照既定轨迹铺贴于砂模表面；实现砂模表面预浸料的固化；粉碎砂模，清理残余砂粒，得到复合材料的异形回转体。本发明采用3D打印技术与砂型制造技术结合，在工艺上实现了自动化生产，大幅缩短了异形回转体生产周期和提高了生产效率。
一种基于打印量化复合材料异形回转成型方法

[发明专利]一种冷冻砂型液氮环流均匀浸渍快速制冷方法与装置-CN202211521294.3在审
发明人：单忠德;杨浩秦;施建培;刘亲将 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-11-30 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： B22C9/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种冷冻砂型液氮环流均匀浸渍快速制冷方法与装置，包括冷冻砂型传输带，移动载盘一，液氮注入加压泵，低温管路，环流浸渍室，关节机械手，移动载盘二，冷冻砂型低温成形机。环流浸渍室包括涡流发生器，多孔浸渍平台，耐低温升降机构和液氮池。该种快速制冷装置的涡流发生器能够提供分布均匀的气流带动液氮形成环流，实现冷冻砂型完全浸渍入液氮内部，由表面至芯部均匀制冷。传输带、移动载盘和多自由度关节机械手的工装设计实现冷冻砂坯流水线式的高效制冷工艺，实现冷冻砂型冻结‑输运‑成形节拍协同，加工成形效率高。
一种冷冻砂型液氮环流均匀浸渍快速制冷方法装置

[发明专利]一种消失模冷冻砂型负压铸造轻合金铸件的成形方法-CN202211485295.7在审
发明人：单忠德;戴宇峰;杨浩秦;施建培;罗磊 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-11-24 - 公布日： 2023-04-04 - 主分类号： B22C9/04 文献下载
摘要：一种消失模冷冻砂型负压铸造轻合金铸件的成形方法，本发明属于铸造领域。解决现有消失模铸造存在铸件晶粒粗大的问题，解决现有冷冻砂型铸造中或存在冷冻砂型造型拔模困难的问题，或存在无法成形复杂铸件的问题。方法：一、制备模样；二、型砂制备；三、造型；四、低温冷冻；五、轻合金熔炼；六、负压浇注；七、清砂。本发明用于消失模冷冻砂型负压铸造轻合金铸件的成形。
一种消失冷冻砂型压铸合金铸件成形方法

[发明专利]一种制备多材质复合砂型的铺砂振动压实装置-CN202210535016.7有效
发明人：杨浩秦;单忠德;施建培;张学良;孙玉成 -专利权人：南京航空航天大学;潍柴动力股份有限公司
申请日： 2022-05-17 - 公布日： 2023-03-21 - 主分类号： B22C15/30 文献下载
摘要：本发明属于增材制造领域，公开一种制备多材质复合砂型的铺砂振动压实装置。该装置包括振动铺砂机构、滚珠丝杠机构、打印升降平台、废砂箱、同步带传动机构、支撑底板。该装置基于微滴喷射技术进行增材制造，采用敲杆机构辅助振动落砂及压实板紧密压实，能够根据型砂颗粒尺寸实现均匀落砂，精准控制铺砂质量。该装置解决传统砂型3D打印设备型砂材料种类受限，多材质型砂界面匹配调控难等问题，对实现多材质砂型整体打印形性调控具有重要意义。
一种制备材质复合砂型振动实装

[发明专利]一种冷冻砂型增材制造用水粘结剂配方-CN202210533235.1有效
发明人：杨浩秦;单忠德;施建培 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-05-17 - 公布日： 2023-03-10 - 主分类号： B22C1/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种冷冻砂型增材制造用水粘结剂配方及其使用方法,所述水粘结剂包含以下组分：5%‑30%的亲水性小分子类溶剂、金属纳米颗粒和水基粘剂；其使用方法为基于配方均匀设计表，通过调粘改张的方法使得水基粘结剂表面张力在30‑50mN/m，粘度在2‑4.5mpa·s，电导率在2000μS/cm以下，PH值适中，获得满足工业阵列喷头的打印专用水粘结剂配方。本发明公开的水粘结剂实现稳定喷射，在低温条件下对石英砂、锆英砂、铬铁矿砂有良好的粘结效果，打印的生坯材料具有良好的机械性能。
一种冷冻砂型制造粘结配方

[发明专利]冷冻打印液滴超声辅助渗透及均质化成形装置及方法-CN202210210935.7有效
发明人：单忠德;杨浩秦;施建培 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-03-03 - 公布日： 2022-12-02 - 主分类号： B22C9/02 文献下载
摘要：本发明公开了冷冻打印液滴超声辅助渗透及均质化成形装置及方法，包括超声波发生器、换能器、变幅杆，超声波发生器选择20 KHz的低频超声波，变幅杆节面设置有法兰盘，采用螺纹连接低温成形室外腔壁。该冷冻打印液滴超声辅助渗透及均质化成形方法，在铺砂过程中，通过调节超声波发生器频率使得预铺型砂颗粒受到超声波振动而均质化分布；在喷射纯水粘结剂时，液滴喷射至预混型砂表面，在低频超声波的辅助下渗透至预冷型砂底部结冰凝固成形。采用本方法进行砂型冷冻3D打印，铺砂致密均匀，液滴渗透充分，实现砂型冷冻打印成形精度精确可控。
冷冻打印超声辅助渗透化成装置方法

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