[发明专利]中空蜡胚成型方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种蜡胚成型方法及其装置，其提供一种具有节省材料、减少机台能源消耗、有效控制蜡胚尺寸、节省成本与减少胀壳问题的中空蜡胚的制程及其装置。

背景技术

精密铸造，其已广泛地应用于生产精密的零组件，如飞机零件，精密铸造主要由低熔点的蜡做出型胚，并进行翻模以得到相同形状的金属件，该制程具有蜡模制作、射蜡、组树、沾浆淋砂、脱蜡、烧结、浇铸、除壳、修剪浇口及最后修饰与检验。

上述的制程中的每步骤都会影响成品的品质，其中以射蜡步骤所制作出的蜡胚的品质最为显著，若要得到良好且精密的金属铸件，则须制作出具有高品质表面与精度高尺寸的蜡胚，以供后续翻模使用。

然现有的精密铸造的厂商，其普遍认为蜡胚为一过度品，而非最终产物，故射蜡的技术与设备未有太大的进展或新的制程，并且大都以试验误差(Trial-Error)方式设计蜡胚模的尺寸。

虽在精铸业中，业界与学界对于蜡胚所关注的问题大都是在其收缩率与变形量上，也即尺寸的问题，其均会严重影响翻模的精度与品质，这方面的文献多集中于现有的射蜡的制程参数，如料温、射出压力和射出时间对于收缩率变化的影响或应用模拟分析进行蜡件的收缩预测，对于新制程的开发则较少。

现有的蜡胚的尺寸控制的方式有下述数种：

(1)加高机器射出压力，使保压效果加强，但蜡胚易起毛边。

(2)立即取出刚完成射出成型的蜡胚，并丢入冷水中，以使蜡胚的表皮层凝固较厚，以抵抗收缩。

(3)针对较厚处以埋件方式处理，以减少蜡胚的厚度。

(4)于蜡料中加入添加物，如塑胶。

(5)以人工修补或重新熔融射出，以调整至所需的尺寸或外型。

(6)制具矫型。

上述的方式虽可达到控制收缩率或变形的问题，但该方式都为二次后加工制程以修饰成品，无形中增加成本，也达不到节能省料的功效，对于提升精度与合格率也有限。

发明内容

有鉴于上述的缺点，本发明的目的在于提供一种中空蜡胚成型方法及其装置，其提供一种可得到较佳表面品质及良好尺寸控制的中空蜡胚的制法流程及其装置。

为了达到上述的目的，本发明的技术手段在于提供一种中空蜡胚成型方法，其步骤具有：

注入高压流体：将一高压流体注入至少一个具有半熔融状态的蜡材的模具中。

成型：高压流体使蜡材成为一中空体，待蜡材凝固冷却，以形成为一中空蜡胚。

如上所述的注入高压流体的步骤前具有一增压的步骤，其将流体加压为高压流体，高压液体储存于一储存器中，高压流体是一增加器将该流体加压为该高压流体，并且流体由一流体源所提供，该流体是气体或液体的其中之一，该气体为二氧化碳、氮气或任一惰性气体的其中之一，该液体是水。

如上所述的注入高压流体的步骤，其当一射蜡机将熔融的蜡材射入至少一个模具后，射蜡机给予一流体控制器一个蜡材射出终止的信号，而该流体控制器开启一阀体，以使储存于储存槽的高压流体注入模具中，流体控制器设定有高压流体的注入条件，以控制阀体的开启或关闭，注入条件为流体压力、持压时间、开始注入时间或终止注入时间的其中之一。

为了达到上述的目的，本发明复提供一种中空蜡胚成型装置，其具有一流体源、一增压器、一储存槽、至少一个模具、一射蜡机与一流体控制器。

增压器以管路连接流体源。

储存槽以管路连接增压器。

模具以管路连接储存槽，并且该管路设有一阀体。

射蜡机以管路连接模具。

流体控制器分别电性连接射蜡机与阀体。

承上所述的本发明的中空蜡胚成型方法及其装置，其利用高压流体，并将其注入呈半熔融状态的蜡件中，待蜡件凝固冷却后，以构成一中空蜡胚。

另外，高压流体迫使尚未凝固的蜡件的核心部分的蜡材，离开该核心部分，并使该蜡材填满模具的模穴，而且高压流体持续加压以抵抗蜡材收缩，而使成型的蜡胚尺寸稳定。

再者，流体本身未具有粘性的特性，故注入时可有效传递压力至流体-熔蜡的界面，并传至模穴的各角落，而且流体波前与熔蜡波前的相对距离会逐渐拉近，相较于现有方式，本发明的射出压力无须增加，也不会显著的压力降产生。

综合上述的本发明的中空蜡胚成型方法及其装置，其达到下述优点及功效：

(1)可节省材料：高压流体可对蜡件(胚)进行掏空，即迫使位于蜡件(胚)的核心位置的蜡材，离开该核心位置，并利用该掏空的蜡材填满模穴，故对粗厚件的成效特别显著。