[发明专利]一种制造金属制品的方法、所用设备和系统及其控制方法

权利要求书

1.一种制造金属制品的方法，该方法采用的制造设备包括：3D打印装置、注浆装置、成型熔化装置、金属熔化装置、金属液注入装置、移动定位机构和液体量检测器；该方法包括如下步骤：

步骤1，3D打印装置使用易熔材料将易熔材料阳模A和易熔材料阴模B打印出来，所述易熔材料阳模A与所要制造的金属制品的模型相同；

所述易熔材料阴模B为任意形状，其将易熔材料阳模A包围在内，并在易熔材料阳模A和易熔材料阴模B之间留下空腔C，空腔C任一处的厚度均不为0；在易熔材料阴模B上留出开口、在空腔C内设堵块，作为后序注入耐高温材料的开口和注入金属液的开口；

步骤2，移动定位机构调整注浆装置的耐高温材料料浆出口和注入耐高温材料的开口相对位置，注浆装置将耐高温材料料浆从开口注入，并恰好填满空腔C；

步骤3，移动定位机构调整模型和成型熔化装置相对位置，通过成型熔化装置加热使耐高温材料料浆干燥成型，堵块熔化，留下注入金属液的开口，易熔材料熔化流出，留下耐高温材料阴模C’；

步骤4，金属熔化装置将金属熔化，移动定位机构调整金属液出口和注入金属液的开口相对位置，金属液注入装置将熔化的金属液从开口注入，并恰好填满耐高温材料阴模C’的内部空腔；

步骤5，将金属液冷却成型后，采用物理或化学方法除去耐高温材料阴模C’，得金属制品的模型；

所述3D打印装置包括升降平台，升降平台能够上下移动定位，易熔材料模型、耐高温材料模型和金属制品模型均在升降平台上形成；

所述液体量检测器用于检测注入的耐高温材料料浆和熔化的金属液的量。

2.根据权利要求1所述的制造金属制品的方法，其特征在于步骤1中在易熔材料阴模B顶部留一开口D贯通空腔C用于注入耐高温材料，在空腔C顶部、开口D旁设一空心管状堵块E用于之后注入金属液，在空腔C底部设一实心堵块F用于后序易熔材料熔化流出；步骤3中堵块E和堵块F都熔化，留下开口E’和F’，开口E’用于注入金属液，将开口F’用一防漏堵块堵上，防止后序金属液漏出。

3.一种制造金属制品的设备，该设备用于先将要制造的金属制品模型用易熔材料打印出来，形成易熔材料阳模，与此同时在易熔材料阳模外围打印易熔材料阴模；在易熔材料阳模和易熔材料阴模之间的空腔内注入耐高温材料料浆；使耐高温材料料浆干燥成型同时易熔材料熔化后，形成耐高温材料阴模；在耐高温材料阴模中注入熔化的金属液，金属液冷却后形成金属制品的模型；

    该制造设备包括机架（1）和用于打印易熔材料模型的3D打印装置，所述3D打印装置包括升降平台（3），升降平台（3）能够上下移动定位，制造设备还包括：

注浆装置，用于将耐高温材料料浆注入易熔材料阳模和易熔材料阳模之间的空腔；

成型熔化装置，用于使耐高温材料料浆干燥成型同时使易熔材料熔化；

金属熔化装置，用于熔化金属；

金属液注入装置，用于将熔化的金属液注入耐高温材料阴模；

移动定位机构，用于将耐高温材料料浆或熔化的金属液的出口分别与所述易熔材料阴模或耐高温材料阴模的开口定位，以便准确注入相应位置；和

液体量检测器，用于检测注入的耐高温材料料浆和熔化的金属液的量；

易熔材料模型、耐高温材料模型和金属制品模型均在升降平台（3）上形成。

4.根据权利要求3所述的制造金属制品的设备，其特征在于所述移动定位机构设置在升降平台（3）上，使升降平台（3）不仅能够沿竖直方向的Z轴移动定位，而且能够沿水平方向的X轴和Y轴方向移动定位。

5.根据权利要求3所述的制造金属制品的设备，其特征在于：

所述注浆装置包括用于储存耐高温材料料浆的储液罐（6）和导液管，导液管末端设出液口；

所述出液口在滑动座（41）上，滑动座（41）设置在第二水平移动定位机构（4）上，第二水平移动定位机构（4）包括X轴移动组件、Y轴移动组件及水平驱动组件。

6.根据权利要求3所述的制造金属制品的设备，其特征在于所述成型熔化装置产生高温气体，在机架（1）上设置高温气体喷嘴（8）。