[发明专利]一种基于光固化3D打印技术的快速压蜡模具制造工艺

摘要

本发明涉及一种基于光固化3D打印技术的快速压蜡模具制造工艺，它属于快速模具制造技术领域。本发明首先建立模具元件三维模型并进行结构优化设计及抽壳设计，其次将模具型壳三维模型光固化3D打印成形，制得树脂模具型壳，然后在该树脂模具型壳内部安装金属冷却管道，最后以环氧树脂、环氧固化剂及金属粉末为原料制备金属树脂混合物，并将其填充到树脂模具型壳内部，待其完全固化后即可制得快速压蜡模具。本发明节省了压蜡模具制造成本，缩短了压蜡模具制造周期，所制得压蜡模具的机械强度较高、导热性能较好、使用寿命较长，有效提高了其在铸造领域的实用性，便于在单件、小批量快速铸造领域推广应用。

主权项

一种基于光固化3D打印技术的快速压蜡模具制造工艺，其特征在于：包括以下步骤 ：（1）模具结构CAD优化设计基于三维建模软件建立模具元件的三维模型，并对模具进行结构优化设计，在完成结构优化设计的基础上，对模具模型进行抽壳设计，完成抽壳后形成内部中空的模具型壳三维模型；（2）树脂模具型壳3D打印成形将模具型壳三维模型转换成STL数据格式，并导入前处理软件进行前处理，该前处理依次包括模型造型方向定位、设计支撑以及分层处理，再将完成前处理的模型数据导入激光快速成型机，以耐热性较好的高强度光敏树脂为3D打印原材料，设置好工艺参数后开始光固化3D打印成形，制作完成后得到带支撑的模具型壳树脂原型，再进行后处理，制得树脂模具型壳备用；（3）安装金属冷却管道在前期制作好的树脂模具型壳内部安装金属冷却管道，将金属冷却管道的两端分别从树脂型壳内部向外插入树脂型壳上的两个冷却管道安装孔，再将冷却管道的中间部分固定安装在前期设计的冷却管道支撑结构上；（4）制备金属树脂混合物以环氧树脂和金属粉末为基料，按一定的重量比例将环氧树脂、环氧固化剂及金属粉末混合并快速搅拌均匀，初步制得金属树脂混合物备用；环氧树脂中的环氧基团将逐渐与环氧固化剂发生交联反应而形成不溶的网状立体聚合物，也即发生固化反应，金属粉末被包络在网状体之中；（5）模具型壳内部填充固化在完成金属冷却管道安装及金属树脂混合物制备的基础上，将前述制备好的金属树脂混合物倒入树脂模具型壳的内部空腔结构中，在重力作用下该金属树脂混合物自动填充树脂模具型壳内部空腔结构，平放静置，待其完全固化后即可制得快速压蜡模具。