[发明专利]基于3D打印的负压低压铸造柔性制造装置、生产线及方法

权利要求书

1.一种基于3D打印的负压低压铸造柔性制造装置，其特征在于，包括：

保持炉，用于保持熔液，所述保持炉内可被控制地施以正压力；

升液管，其下端可浸渍于所述保持炉的熔液中；

标准模板，定位于所述保持炉上，所述标准模板上开设有供所述升液管穿过的通孔；

密封罩，与所述标准模板配合以形成铸造腔，所述铸造腔内可被控制地施以负压力，所述升液管通过所述通孔伸入所述铸造腔内并可与配置于所述标准模板上的3D打印砂型配合。

2.根据权利要求1所述的基于3D打印的负压低压铸造柔性制造装置，其特征在于，所述保持炉上设置有定位销，所述标准模板上开设有可与所述定位销配合的定位孔。

3.根据权利要求1所述的基于3D打印的负压低压铸造柔性制造装置，其特征在于，所述密封罩上设置有排气阀，所述负压低压铸造柔性制造装置包括可与所述排气阀配合的抽真空系统；和/或，

所述保持炉上设置有加压口，所述负压低压铸造柔性制造装置包括可与所述加压口配合的气压充型系统。

4.根据权利要求1所述的基于3D打印的负压低压铸造柔性制造装置，其特征在于，所述铸造腔内的真空度可被控制地保持在-0.005～-0.06Mpa。

5.一种基于3D打印的负压低压铸造柔性制造生产线，其特征在于，包括可循环流转标准模板的铸型准备区、铸造平台、冷却区、以及落砂区，其中，

所述铸型准备区用于在标准模板上组装3D打印砂型；

所述铸造平台包括如上任一项权利要求所述的基于3D打印的负压低压铸造柔性制造装置，在所述铸型准备区组装的标准模板和3D打印砂型可于所述铸造平台处逐次更替所述负压低压铸造柔性制造装置上的标准模板和3D打印砂型；

所述冷却区用于依托标准模板冷却自所述铸造平台下模的3D打印砂型中的铸件；

所述落砂区用于分离标准模板上的3D打印砂型与铸件，并恢复标准模板的空载状态以送入所述铸型准备区。

6.一种根据权利要求1至4任意一项所述的装置进行基于3D打印的负压低压铸造柔性制造方法，其特征在于，包括：

将3D打印砂型组装到所述标准模板上，并使得所述标准模板上的通孔与3D打印砂型内的型腔连通；

将组装有3D打印砂型的标准模板定位到所述保持炉上，并加盖所述密封罩；

对所述保持炉内施以正压力、以及对所述铸造腔内施以负压力，以使得所述保持炉内的熔液通过升液管注入3D打印砂型的型腔；

维持所述铸造腔于设定负压力，直至3D打印砂型型腔中的铸件冷却成型。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

依托所述标准模板将3D打印砂型移出铸造腔，并在取出铸件后回收所述标准模板；和/或，

对3D打印砂型中精度要求超过设定标准的部分进行高精度打印，并且对3D打印砂型中精度要求低于设定标准的部分进行高速打印。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对所述保持炉内施以正压力以使得所述保持炉内的熔液通过升液管注入3D打印砂型的型腔，具体包括：

对所述保持炉内施以第一段正压力直至熔液升至3D打印砂型的底模；

对所述保持炉内施以第二段正压力直至熔液注满3D打印砂型的型腔；

其中，所述第二段正压力大于第一段正压力。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，控制所述保持炉内的熔液以0.3～1.3米/秒的升液速率注入3D打印砂型的型腔；和/或，

所述铸造腔内的真空度可被控制地保持在-0.005～-0.06Mpa。

10.一种根据权利要求5所述的流水线进行基于3D打印的负压低压铸造柔性制造方法，其特征在于，包括：

在所述铸型准备区依托标准模板组装3D打印砂型；

将组装有3D打印砂型的标准模板上模至所述铸造平台处的负压低压铸造柔性制造装置，并进行浇注；

依托标准模板将浇注完成的3D打印砂型转移至所述冷却区进行冷却；

依托标准模板将冷却后的3D打印砂型转移至所述落砂区，以分离3D打印砂型与其中的铸件，并将空载的标准模板转移至所述铸型准备区。