[实用新型]基于3D打印的铸造用模具

说明书

技术领域

本实用新型属于模具技术领域，涉及一种铸造用模具，特别涉及一种基于3D打印的铸造用模具。

背景技术

铸造模具是指为了获得零件的结构形状，预先用其他容易成型的材料做成零件的结构形状，然后再在砂型中放入模具，于是砂型中就形成了一个和零件结构尺寸一样的空腔，再在该空腔中浇注流动性液体，该液体冷却凝固之后就能形成和模具形状结构完全一样的零件。铸造模具常采用金属模型或木模型，它们的特点如下：

1. 金属模型通常采用机械自动化加工，加工精度高、加工周期短，但存在模型重量大、搬运困难以及制作成本高等缺点；

2. 木模型的制作通常都是靠人工手工制作，通过剪纸样，量尺寸，做一步，测一步，效率非常低，只要某一步骤制作出现误差，就会导致整个木模型报废，需重头再来；若模型存在复杂的曲面，对木模师傅的技术和经验要求非常高，很难做到制作的木模型的曲面与模具要求的曲面完全一致，产品的质量得不到保证，故铸造用的木模型存在精度差、加工效率低、对工人要求高和周期长等缺点。

3D打印技术是快速成型技术的一种，原理是将计算机设计出的三维模型分解成若干平面切片，然后将3D打印材料按切片图形逐层叠加，最终叠积成完整的物体，目前3D打印技术广泛应用于各个领域。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于3D打印的铸造用模具，该铸造用模具采用3D打印技术生产加工而成，并在3D打印而成的模具内部填充多层复合材料，制备方法简单，具有加工精度高、加工周期短、重量轻、模具强度高、生产成本低、产品质量容易保证等优点，有效的解决了现有技术存在的问题。

本实用新型为实现上述目的采用的技术方案是：一种基于3D打印的铸造用模具，包括由3D打印得到的部件Ⅰ和部件Ⅱ，所述部件Ⅰ和部件Ⅱ通过燕尾槽连接为一体；所述部件Ⅰ和部件Ⅱ均为空腔结构，且部件Ⅰ和部件Ⅱ的平面处设有灌注开口，所述部件Ⅰ和部件Ⅱ的空腔由外向内依次填充有树脂纤维层、纤维层和发泡层。

本实用新型的进一步技术方案是：所述部件Ⅰ和部件Ⅱ的3D打印材料为PLA或ABS材料，且打印材料热软化温度大于80℃；所述部件Ⅰ和部件Ⅱ的外表面还涂覆有环氧树脂或聚脲涂料。

本实用新型的进一步技术方案是：所述树脂纤维层为缓干树脂与强化纤维的混合物，其中缓干树脂为1~20重量份，强化纤维为1~5重量份；所述纤维层是玻璃纤维或碳纤维；所述发泡层是聚氨酯发泡胶。

本实用新型的进一步技术方案是：所述树脂纤维层的厚度为0.5~2mm；所述缓干树脂为环氧树脂或聚氨酯树脂添加缓干剂配制而成，其凝胶时间为5~10分钟，凝固硬化时间大于30分钟；所述强化纤维是玻璃纤维或碳纤维，纤维长度为2~10mm。

本实用新型的进一步技术方案是：所述聚氨酯发泡胶的发泡倍数为8~15倍。

本实用新型基于3D打印的铸造用模具具有如下有益效果：

1.本实用新型一种基于3D打印的铸造用模具，其模具壳体采用3D打印技术生产加工而成，并在3D打印而成的模具内部填充树脂纤维层、纤维层和发泡层，采用发泡材料将部件的空腔填充满，不仅能增加部件的硬度及强度，还能大大的降低模具的重量；另外，树脂纤维层和发泡层之间还填充有纤维层，纤维层的强化纤维可以进一步增加部件的硬度及强度，使得模具部件的强度和硬度都接近木质材料、甚至金属材料的强度和硬度；其制备方法简单，具有加工精度高、加工周期短、重量轻、模具强度高、生产成本低、产品质量容易保证等优点；

2.本实用新型的部件的外表面还涂覆有环氧树脂或聚脲涂料，并对该环氧树脂或聚脲涂料层进行打磨抛光处理；由于在3D打印部件时，打印材料按切片图形逐层叠加，各层之间的连接强度较弱，涂覆环氧树脂或聚脲涂料后，可有效增强部件的表面强度，同时还可降低表面粗糙度，提高铸件的表面质量；

3.本实用新型的灌注开口设置在部件的平面处，在向空腔内填充复合材料后，易于对灌注开口处进行刮平和打磨处理。

下面结合附图和实施例对本实用新型基于3D打印的铸造用模具作进一步的说明。

附图说明

图1是本实用新型一种基于3D打印的铸造用模具的结构示意图；

图2是图1所示的部件的截面剖视图；

附图标号说明：1-部件Ⅰ，2-部件Ⅱ，3-灌注开口，4-燕尾槽，5-树脂纤维层，6-纤维层，7-发泡层。

具体实施方式