[发明专利]型体造型方法及装置

说明书

本方法属型体造型工艺，模型、铸型艺术型体等型体的造型方法。

公知的造型方法可分为三类：（1）先加工模具，再用模具将型料翻造成型体，如铸型等;（2）用机械或手工切削、琢磨型料等工序加工成型;（3）将可塑性型料挤压、轧制成型。现有的造型方法都需几道工序，耗用较多设备、材料、人工、时间等，较难造形状复杂的型体，较难提高造型自动化程度。

本方法引用几何学近似原理：一个几何形体在不少场合可用一个由大量的足够小的微元体组合成的极近似的形体近似代替，只要两者形体所有的几何尺寸差足够小，应用于工业技术，有二维图案组合方法：如液晶屏幕显示等。本方法应用于型体造型工艺，微元体组合成各种型体，目的在于简化造型工艺，提高造型工艺的自动化程度，降低造型的成本。

本方法的目的是这样实现的，本方法的最基本步骤是（1）先将型体材料制成大量的、与型体体积相比是很微小的型料微元体;（2）布置型料微元体成型体。在一个用作型箱的箱内空间，将许许多多个微元体以指定状态、布置在箱内各自的指定位置，直至使型料微元体组合成一个所需的型体。

本说明书所述的微元体，都指型（或填）料微元体的体积与型体体积相比是很微小的，其形状可选立方体‘长方体’曲面体等，只要有利于制取‘布置’型体表面质量要求等。

上述的基本方法只可用于形状极简单的型体，而要造形状较复杂的型体，本方法的基本步骤将是（1）先将型体材料和填充材料分别制成大量的型料微元体和填料微元体;（2）布置型料微元体和填料微元体。在一个用作型箱的箱内空间，将许许多多个微元体有序地整齐地、以指定状态，布置在箱内各自的指定位置，直至使型料微元体组合成一个所需的型体。填料微元体与型料微元体一起布置，并填在型料微元体构成型体时，型箱内或型体内部形成的空腔部位。用填料微元体填补型料微元体构成型体时所产生的大部分空穴，是考虑到每个型料微元体都必须有个下一层的支承物，填料微元体的填补可免空腔顶部的型料微元体脱落;（3）去除填料，将已成形的型体周围的填料去掉。主要的去除方法是敲击、振动、剥落、铲离等方式去除型体外围的填料;可用熔化、气化、熔解填料等的方法，从型体中预设的孔道排出填料，上述是本方法最基本的工序。然而我们最终要的是整个坚实的型体，因而要使微元体之间相互能粘结成型体的整体。因此，根据不同粘性的型体材料：（1）粘性型料，如粘土等;（2）非粘性型料，如砂等。上述的基本方法又可分为二种布置工序：

（1）对于粘性型料，型料微元体能够粘结成型体，只要直接应用上述的基本工序。（2）对于非粘性型料，又可分①粉砂状型料，如砂等;②整块状型料，如塑料等。在基本工序中附加其它相应的工序。①对粉砂状型料，在造型前先拌入粘结剂，如在型砂中拌入粘土或胶水等，使粉砂状型料能粘结成微元体，并在布置后能粘结成型体;②对于整块状型料，在制成型料微元体和填料微元体的工序后增加一道工序：在布置前，在型料微元体各表面涂粘结剂，如胶水等。使型料微元体能在布置后粘结成型体。

另有一种方法可使型料微元体相互粘结，选一种熔点比型料高的填料，待二类微元体都布置成型后，加热型料使型料熔化，而熔合成整个型体。

有的型体要求由多种型体材料分别构成型体的各部位;或需多种填空材料分别填补型料微元体构成型体时，型箱内或型体内部形成的各空腔部位。本方法就将多种型体（或填空）材料分别制成多种型（或填）料微元体。然后，再分别一一布置在箱内空间各自的指定位置，直至使多种型料微元体组合成一个所需的型体。

实施例，制造一个铸造用型腔，型腔为直径约D＝50毫米，长度L＝70毫米的园柱体，如图（1）所示，型料为石英砂和膨润土等的混合物的型砂，也可再拌入少量胶水;填料选用石腊，型料和填料分别压制成1×1×1毫米的立方体的微元体，型箱为300×100×80毫米（1），微元体有序地整齐地布置成如图（1）所示的铸型，顺序是单个-细条-薄面-铸型（3）。石腊填满型腔和浇冒口（2），或在每布置几层之后;或等全部布置好后，用一长方形平面压板：长300毫米，宽100毫米，用外力压实已布置好的所有微元体，以使型料微元体能很好地相互粘结成整体状的型体，图中微元体（4）。

本例中的填料（石腊）待浇热铁水时排出。