[发明专利]一种基于3D打印制备砂型模壳的铸造方法

权利要求书

1.一种基于3D打印制备砂型模壳的铸造方法，其特征在于，所述铸造方法包括：

步骤S1：采用三维制图软件，根据铸件的几何形状和铸造性能构建三维中空砂型模壳；

步骤S2：利用3D打印机和砂型原料将所述三维中空砂型模壳打印输出；所述砂型原料包括：原砂、粘结剂和辅助添加剂；所述原砂为普通砂或特种砂；所述特种砂为陶粒砂、宝珠砂和铬矿砂中至少一种；所述粘结剂为呋喃树脂、酚醛树脂、脲烷树脂、粘土和无机盐中至少一种，辅助添加剂为煤粉、淀粉、石墨粉、氧化铁粉、脱模剂和渣油中至少一种；

步骤S3：将打印输出的所述三维中空砂型模壳的内表面涂覆耐火涂料后，在设定温度范围的烘烤炉或微波炉中干燥；所述设定温度范围为100~300℃；所述耐火涂料的厚度为0.05~4.0mm；

或将打印输出的所述三维中空砂型模壳加热到120～200℃进行固化处理；

步骤S4：将步骤S3得到的所述三维中空砂型模壳放入砂箱中，向砂箱中填入原砂将所述三维中空砂型模壳包覆起来，同时进行振实；然后在所述砂箱的顶部铺上一层塑料薄膜密封，在塑料薄膜上均匀的铺上10~50mm的薄砂，预留浇口杯安装位置，并在该位置上放置浇口杯后继续填入原砂、振实；

步骤S5：接入抽气管道，利用所述抽气管道对砂箱内部进行抽真空，使砂箱的负压控制在设定压力范围内；

步骤S6：将金属合金液通过浇口杯浇入砂箱中所述三维中空砂型模壳的空腔内；所述金属合金液在天然气炉、电炉、熔炼炉、中频炉或电弧炉内熔炼获得；

步骤S7：待浇注的合金溶液凝固后，等待第一设定时间后关闭抽真空系统，继续冷却第二设定时间后，开砂箱取出模壳并进行表面清理，获得铸件；所述第一设定时间为1~5min，所述第二设定时间1~10小时。

2.根据权利要求1所述的基于3D打印制备砂型模壳的铸造方法，其特征在于，在步骤S4之前还包括：在砂箱底部填入一层原砂。

3.根据权利要求1所述的基于3D打印制备砂型模壳的铸造方法，其特征在于，振实的加速度控制在10～20m/s²范围，时间为10～90s。

4.根据权利要求1所述的基于3D打印制备砂型模壳的铸造方法，其特征在于，所述设定压力范围为-600~-300kPa。

5.根据权利要求1所述的基于3D打印制备砂型模壳的铸造方法，其特征在于，所述三维制图软件为CAE软件或UG软件或CATIA软件或PROE软件或SOLIDWORK软件。

6.根据权利要求1所述的基于3D打印制备砂型模壳的铸造方法，其特征在于，涂覆耐火涂料的方式为刷涂、浸涂、流涂和喷涂中至少一种。

7.根据权利要求1所述的基于3D打印制备砂型模壳的铸造方法，其特征在于，所述3D打印机包括3DP砂型打印机和SLS打印机。