[发明专利]一种单件铸钢件艺术铸品的快速熔模铸造方法

说明书

技术领域

本发明涉及艺术铸品铸造领域，具体涉及一种单件铸钢件艺术铸品的快速熔模铸造方法。

背景技术

3D打印技术制造速度快、成本低，可制造复杂零件，并可预先消除缺陷；而铸造则几乎可以成形任何一种金属，且不受零件大小形状的限制，成本低廉，但从设计到模型、模型到铸件其铸造周期较长。3D打印技术与传统铸造技术相结合形成快速铸造技术，其基本原理是利用3D打印技术直接或间接地制造铸造用消失模、聚乙烯模、蜡样、模板、铸型、型芯或型壳，然后结合传统铸造工艺，快捷地铸造出艺术铸品。

而现有艺术铸品的制造工艺通常是根据客户提供的模型参数，设计人员综合考虑提供的模型尺寸，制模时受温度变化对收缩率影响等因素，调整模型参数，并将调整后的参数作为厂家制作模具的依据。实际操作中，厂家按照调整后参数制作出的模具，其最终参数与客户提供的模型参数不一致，存在一定偏差。这种情况下，需要根据偏差的情况，重新调整模型参数，厂家再次重新制作模具，如此反复，直至制作出的模具与客户提供的模型参数一致。

可见，现有单件铸钢件艺术铸品由于是单件或小批量生产，从接受客户订单、制作出模具，到根据模具制作出成品的周期，大于等于需要10天以上。对于单件或小批量的生产，周期长，且该过程中需要制作模具，模具本身制作成本较高，相对于最终销售额，整个生产成本提高。

基于此，研究并开发设计一种单件铸钢件艺术铸品的快速熔模铸造方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有单件艺术铸品生产过程中制作出成品时间长、成本高，现提供具体涉及一种单件铸钢件艺术铸品的快速熔模铸造方法，采用FDM技术打印3D模样，熔模铸造生产出艺术铸品模样，将3D打印技术与熔模铸造技术创造性的结合一起，制造出满足客户个性化需求的金属材质艺术铸品，解决了现有单件艺术铸品生产工艺周期长、成本高等问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种单件铸钢件艺术铸品的快速熔模铸造方法，包括以下操作步骤，

步骤（1）获取多组艺术铸品三维模型数据，根据三维模型数据获得三维图形；

步骤（2）采用熔融沉积FDM技术打印三维模型，设置3D模样打印的填充密度为7%—11%，获得多个3D打印模样，3D模样打印材质为PLA材料或ABS树脂；

步骤（3）在每个3D模样上设置大于等于一个出气孔，出气孔的直径为6—8mm；

步骤（4）制造型壳：

将电热刀放置在蜡质浇注系统的表面使其熔化并与3D模样连接，然后采用电热刀修整3D模样与蜡质浇注系统的结合端，使蜡质浇注系统与3D模样表面紧贴，最后在3D模样表面挂砂、挂涂料，在3D模样表面形成型壳；

步骤（5）脱掉蜡质浇注系统的蜡

步骤（6）：焙烧脱3D模样的PLA材料或ABS树脂；

步骤（7）：熔炼浇注；

修补出气孔处砂壳，焙烧型壳，向型壳内浇注熔炼的金属液。

本发明技术方案中，发明人采用开源软件MeshMixer 编辑艺术铸品三维模型参数，如在3D打印设备中设置每组三维模型参数的填充密度、打印速度等，可编辑出多组艺术铸品三维模型数据，根据三维模型数据获得多个三维图形，将多个三维图形通过3D打印设备打印，获得多个艺术铸品3D模样。将多个艺术铸品模样同时送往工厂加工，依次进行制造型壳、脱蜡质浇注系统的蜡、焙烧脱掉3D模样PLA材料或ABS树脂、熔炼浇注。其中经脱蜡质浇注系统的蜡、焙烧脱掉3D模样PLA材料或ABS树脂后，将采用FDM技术打印出3D模样、以及蜡质浇注系统均焙烧掉，形成与3D模样形状相同的空型壳。熔炼浇注具体操作方法是将熔炼的金属液浇注在空型壳内。

现有技术中，熔模铸造的工艺流程是：制定工艺包括设计工艺方案和工艺参数—制作压型—蜡模—焊接—制造型壳包括挂砂和脱蜡—浇注—冷却—清理—检测。试生产中，如果检测后铸件不合格，则需要修改工艺方案与工艺参数不合适，送模具厂修改压型，再次进行上述循环，费时费力，影响了企业快速响应市场需求。

发明人针对上述缺陷利用开源软件绘制或编辑三维图形，设计多组三维模型数据，生成3D打印代码，并优选设置采用熔融沉积FDM打印时3D模样的填充密度，打印速度，然后打印，确保3D模样的质量，将多个艺术铸品模样分别在表面设置出气孔、制造制壳、脱蜡质浇注系统中的蜡、焙烧脱PLA/ABS等工序处理，最终选择成品成型最佳、表面平整的艺术铸品三维模型数据作为生产艺术铸品的三维模型数据。