[发明专利]一种硅胶型腔消失模浇铸模具和方法

说明书

本发明公开了一种硅胶型腔消失模浇铸模具和方法，该模具包括外模、模芯、以及由外模与模芯合围而形成的中空腔体，中空腔体的形状与待浇铸型腔相适配；中空腔体一端开口且一端封闭，中空腔体的开口端用于倒入流体状硅胶；中空腔体的封闭端用于连接外模与模芯，外模、模芯和中空腔体由易碎材料制作而成。本发明提供的硅胶型腔消失模浇铸模具和方法，采用一体化成型的外模和模芯，根据需要改变消失模的外模和模芯结构形状可浇铸出特定结构形状的型腔，通用性强；消失模采用石膏3D打印而成，制作方法简单易行，能满足算杂结构形状需求；捏碎后的模具与型腔即可分离，脱模过程简单易行；能在常温下即可简单方便地实现脱模，应用范围更加广泛。

技术领域

本发明涉及消失模铸造领域，尤其公开了一种硅胶型腔消失模浇铸模具和方法。

背景技术

消失模铸造又称实型铸造，是将与铸件尺寸形状相同的泡沫模型粘接结成模型簇，刷耐火涂料并烘干后，埋在干砂中振动造型，在真空负压下浇铸，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新兴铸造方法，是目前铸造行业中最为“绿色环保”的铸造工艺，也是二十一世纪铸造业的发展趋势。

软体机器人由柔性材料制作而成，具有结构柔顺性高、环境适应能力强、人机交互性好等特点，现已在众多的领域内得到了广泛的应用。软体机器人的执行机构一般为硅胶材料制成的型腔，制作方法是将流体状的硅胶倒入消失模当中让其自然凝固形成型腔，然后脱模取出型腔。传统的消失模一般由上模、下模和模芯三部分构成，上模、下模和模芯的结构形状决定了型腔的结构形状。当型腔的结构比较复杂时，上、下模一般由钢铁材料或者树脂材料制作而成，为了在脱模时能够成功分离型腔和处于型腔内部的模芯，模芯一般由石蜡制作而成。但硅胶材料不耐高温，因此脱模时通常将整个型腔进行水浴加热，以求石蜡遇热融化成流体状，从而将石蜡倒出型腔实现两者分离。但水浴加热最高温度只能达到水的沸点100℃，石蜡在这个温度下很难完全融化，流动性较差，因此无法完全分离石蜡和型腔，清理石蜡十分困难，造成脱模困难。

因此，现有软体机器人执行机构型腔铸造时脱模困难，是一件亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种硅胶型腔消失模浇铸模具和方法，旨在解决现有软体机器人执行机构型腔铸造时脱模困难的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种硅胶型腔消失模浇铸模具，包括外模、模芯，以及由外模与模芯合围而形成的中空腔体，中空腔体的形状与待浇铸型腔相适配；中空腔体一端开口且一端封闭，中空腔体的开口端用于倒入流体状硅胶；中空腔体的封闭端用于连接外模与模芯，外模、模芯和中空腔体由易碎材料制作而成。

进一步地，外模、模芯和中空腔体一体化成型；开口端朝上设置；封闭端上设有支撑部，支撑部的支撑底面与水平面相平行。

进一步地，外模、模芯和中空腔体的制作材料为石膏。

进一步地，硅胶的材料为Ecoflex 00-30双组份硅胶或Ecoflex 00-50双组份硅胶。

进一步地，外模、模芯和中空腔体由石膏材料经3D打印而成。

根据本发明的另一个方面，提供一种硅胶型腔消失模浇铸方法，使用于上述的硅胶型腔消失模浇铸模具中，该硅胶型腔消失模浇铸方法包括以下步骤：

制作硅胶型腔消失模浇铸模具，模具的中空腔体的形状与待浇铸型腔相适配；

将流体状硅胶倒入制作的模具中，使流体状硅胶流入至中空腔体内；

待流体状硅胶凝固成型后脱模，脱模时将模具捏碎成粉末状，捏碎后的模具与待浇铸型腔相分离。

进一步地，待浇铸型腔为软体机器人执行机构型腔；脱模时的温度为常温。

进一步地，消失模由石膏材料3D打印而成。

进一步地，流体状硅胶由开口端倒入。