[发明专利]一种具有3D打印骨架的无模铸造铸型及其制造方法

说明书

本发明提供了一种具有3D打印骨架的无模铸造铸型及其制造方法，包括上骨架与下骨架，所述上骨架下表面设置第一空腔，所述下骨架上表面设置第二空腔，所述第一空腔与所述第二空腔表面均设置有砂层，所述上骨架下表面与所述下骨架上表面贴合，所述第一空腔与所述第二空腔拼接构成型腔。本发明中，由于采用了3D打印的上骨架与下骨架，增加了铸型的整体强度，在加工过程中不会出现砂坯塌陷破损的问题，提高了铸型合格率，同时，根据铸件形状在上骨架与下骨架内分别设置第一空腔与第二空腔，可以省去砂坯铣平、型腔铣、剩余铣的加工过程，只需要使用等高轮廓铣对砂层精加工即可，缩减了加工工序，提高了加工效率，减少加工时长，进而降低了制造成本。

技术领域

本发明涉及无模铸造技术领域，特别涉及一种具有3D打印骨架的无模铸造铸型及其制造方法。

背景技术

高质量复杂铸件是航空航天、动力机械等高端装备的重要支撑。传统砂型铸造需要木模、金属模等模具的成形工艺，存在工序多、流程长、形性精确控制难、资源浪费、质量稳定性差等世界性难题，无法满足多品种、小批量、短周期、高精度、高性能的迫切要求，亟须新的铸造成形方法及装备。为此产生了一种无须刚性模具的无模铸造精密成形方法。

无模铸造技术是一种先进的数字化成形技术，随着增材制造、数字化、材料科学等技术的快速发展，未来要能够实现“材料-加工工艺-产品性能”的一体化设计，由最终产品性能为主导，对材料、加工工艺参数进行优化设计，借助CAD/CAE、VR等软件实现产品设计制造过程的一体化，最终实现砂型/铸件的“控形/控性”设计制造。

目前，授权号为“CN110252947B”的发明公开了一种干型粘土砂铸型的无模具制造方法，该方法中公开了“砂坯制作，根据砂型砂芯尺寸预制好一个或几个砂箱备用，将水、粘结剂、附加物和型砂等按照一定比例，用混砂机进行充分搅拌混合后，将混合后的湿砂置于砂箱中，使用杵砂工具将湿砂杵实并使用刮板刮平后，放入烘干设备中进行烘干，烘干后得到一个或几个砂坯。使用无模铸造精密成形机加工成形，加工过程包括砂坯铣平、型腔铣、剩余铣和等高轮廓铣”，其中，由于砂坯中型砂量较多，砂坯采用粘结方式制成，在加工过程中容易出现砂坯塌陷破损的问题，并且加工过程包括砂坯铣平、型腔铣、剩余铣和等高轮廓铣，加工工序较多，且加工时间长，存在铸型制造成本高的问题。

发明内容

本发明提供一种具有3D打印骨架的无模铸造铸型及其制造方法，用以解决目前铸型在制造过程中，由于砂坯中型砂量较多，砂坯采用粘结方式制成，在加工过程中容易出现砂坯塌陷破损的问题，并且加工过程包括砂坯铣平、型腔铣、剩余铣和等高轮廓铣，加工工序较多，且加工时间长，存在铸型制造成本高的问题的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明公开了一种具有3D打印骨架的无模铸造铸型，包括：上骨架与下骨架，所述上骨架下表面设置第一空腔，所述下骨架上表面设置第二空腔，所述第一空腔与所述第二空腔表面均设置有砂层，所述上骨架下表面与所述下骨架上表面贴合，所述第一空腔与所述第二空腔拼接构成型腔。

优选的，所述上骨架内竖直设置有浇注管道，所述浇注管道一端延伸至所述上骨架上表面，所述浇注管道另一端贯穿所述砂层并延伸至所述第一空腔内，所述上骨架上表面通过所述浇注管道与所述第一空腔连通。

优选的，所述上骨架上表面设置有浇注口，所述浇注口下端与所述浇注管道连通，所述浇注口下端横截面积小于所述浇注口上端横截面积。

优选的，所述上骨架与所述下骨架内部均设置有若干温控通道，所述温控通道前后两端均贯穿所述上骨架前后侧壁与所述下骨架前后侧壁，所述温控通道截面为正六边形。

优选的，所述上骨架与所述下骨架内部还设置有若干透气通道，所述透气通道一端与所述砂层连接，所述透气通道另一端与所述温控通道内部连通。