[发明专利]一种3D打印砂模精铸型壳制备方法

权利要求书

1.一种3D打印砂模精铸型壳制备方法，其特征在于：以带有蜡的3D打印复合砂模代替蜡模进行精铸型壳的制造；

所述带有蜡的3D打印砂模的制备方法为：采用3D打印的方法制备出的砂型作为砂型母模，将该砂型加热至蜡液熔点下5℃，再将砂型浸入融化后的蜡液中，使蜡液沁入砂模内部孔隙，取出，待砂型表面冷却至蜡液熔点下15~20℃后再次浸入蜡液中，使砂型表面形成一层均匀的厚度控制在0.5~2mm的蜡膜，制备出蜡-砂复合母模；

在设计3D打印砂型时，对砂型模型进行内部镂空设计：根据砂型形状进行受热膨胀分结果，利用球、正方体、空间四面体、六棱柱以及拓扑骨架，将砂型内部空间结构进行划分；结合砂型表面曲率与尺寸变化调节砂型尺寸，调整砂型内部空腔间距，在空腔间距大于1.5mm的前提下，使砂型内部空间间距与空腔尺寸的比值控制在0.8~1.2，同时，将模型外边界减薄0.5~2mm。

2.按照权利要求1所述3D打印砂模精铸型壳制备方法，其特征在于：将制备出的蜡-砂复合母模进行清洗干燥后，按照传统蜡模挂壳工艺进行制壳。

3.按照权利要求2所述3D打印砂模精铸型壳制备方法，其特征在于：将经过切冒口处理过后的型壳进行型壳脱蜡脱砂处理，利用树脂砂型高温烧散的特性，对带有蜡-砂复合母模的型壳加热至450~550℃进行焙烧，将砂-蜡复合母模从型壳内脱离出，留下具有高精度、高表面质量的型壳进行焙烧处理。

4.按照权利要求1所述3D打印砂模精铸型壳制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

第一步、将完成工艺设计的铸件模型进行内部镂空设计，同时，将模型外边界减薄0.5~2mm；

第二步、 将镂空设计后的模型直接进行砂模3D打印，得到砂型母模；

第三步、将打印出的砂型预热至蜡液熔点下5℃，浸入恒温蜡液中5~30min，使蜡液沁入砂型内部孔隙；

第四步、待砂型冷却至蜡液熔点下15~20℃时，再次浸入蜡液中，使砂型表面形成一层均匀与设计时减薄厚度相等的蜡膜；

第五步、待蜡液完全结合在砂型表面，形成稳定且具有一定强度的蜡膜后，进行修蜡处理，进一步保证蜡型尺寸；

第六步、将制备出的蜡-砂复合母模进行清洗，待蜡-砂复合母模干燥后，按照传统蜡模挂壳工艺进行制壳；

第七步、将经过切冒口处理过后的型壳进行型壳脱蜡脱砂处理，利用树脂砂型高温烧散的特性，对带有蜡-砂复合母模的型壳进行高温焙烧，将砂-蜡复合母模从型壳内脱离出，留下具有高精度、高表面质量的型壳进行焙烧处理，同时加入硬化剂强化壳体强度，得到所需的3D打印砂模精铸型壳。

5.按照权利要求1~3任一项所述3D打印砂模精铸型壳制备方法，其特征在于：所述方法用于制备大型薄壁件精铸型壳。